一前言

有刷直流電機(jī)是一種較為常見的直流電機(jī)。它的主要特點(diǎn)包括：

1.結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，由定子、轉(zhuǎn)子、電刷和換向器等組成；

2.通過電刷與換向器的接觸來實(shí)現(xiàn)電流的換向，從而使電樞繞組中的電流方向周期性改變，保證電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；

3.具有調(diào)速性能較好等優(yōu)點(diǎn)，可以通過改變電壓等方式較為方便地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

有刷直流電機(jī)在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用，比如一些電動(dòng)工具、玩具、小型機(jī)械等。但它也存在一些缺點(diǎn)，比如電刷和換向器之間的摩擦?xí)?dǎo)致磨損和能量損耗，需要定期維護(hù)和更換電刷，同時(shí)電刷在工作時(shí)可能產(chǎn)生電火花，在一些特殊環(huán)境下存在一定局限性。隨著技術(shù)的發(fā)展，無刷直流電機(jī)等新型電機(jī)也逐漸得到廣泛應(yīng)用，但有刷直流電機(jī)仍因其自身特點(diǎn)在一些場(chǎng)景中發(fā)揮著重要作用。

有刷直流電機(jī)在汽車電子上也應(yīng)用廣泛，如圖示例：

二常見問題和方案

電機(jī)上的EMI問題如附骨之疽，主要原因是電機(jī)碳刷換向會(huì)產(chǎn)生拉弧與瞬間浪涌，這樣會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)結(jié)果：

1.瞬間浪涌會(huì)破壞線路路徑上的其它敏感器件；

2.EMI的噪聲超標(biāo)，無法滿足EMI測(cè)試要求。

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，我們會(huì)使用BDL濾波器，來抑制碳刷轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的高頻輻射，但針對(duì)不同品質(zhì)的電機(jī)以及應(yīng)用場(chǎng)景，單單使用BDL濾波器可能達(dá)不到想要的效果，因此我們引入了壓敏(MOV),下面我們?cè)敿?xì)介紹壓敏（MOV）:

三原理

【壓敏(MOV)原理】：

壓敏內(nèi)部材料是由微粒狀的氧化鋅顆粒和絕緣材料組成具有非線性壓電效應(yīng)的復(fù)合材料。正常情況下，這些導(dǎo)電顆粒之間由于絕緣材料的存在而隔離開來，電阻非常高，無電流流過。

當(dāng)外界施加電壓時(shí)，壓敏的電阻也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，當(dāng)未達(dá)到最小流過電流、電壓時(shí)器件無電流流過，但當(dāng)電壓增加并超出最小流過電壓時(shí)電流就可以完全流過器件。

四同類型產(chǎn)品差異

結(jié)構(gòu)上，TVS為半導(dǎo)體晶圓塑封工藝，主要靠晶圓PN結(jié)特性工作，壓敏為內(nèi)部燒結(jié)的復(fù)合金屬氧化物填充，利用燒結(jié)后微晶粒與高電阻晶界層的非線性電壓特性工作。

壓敏這樣的結(jié)構(gòu)會(huì)使得壓敏可以有更高的寄生電容，在實(shí)際使用中壓敏約等于普通TVS并聯(lián)電容， 壓敏在應(yīng)用中可以比同等TVS方案減少2-5個(gè)濾波電容。

五產(chǎn)品主要參數(shù)

【Vrms/Vw】：

可持續(xù)加在壓敏電阻器兩端而不會(huì)引起壓敏電阻器動(dòng)作的最高電壓。

【IL】：

給壓敏電阻施加最大不動(dòng)作電壓（Vrms/Vw）時(shí)流過的電流。一般要求靜態(tài)漏電流Il≤20μA（也有要求≤10μA的）。

【V1mA】：

在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件和直流1mA電流下， 施加在壓敏電阻兩端的電壓。近似于拐點(diǎn)電壓。

【Vc】：

將波形為8/20μS的脈沖電流 ，按規(guī)定的電流峰值施加在壓敏電阻上,其兩端的電壓峰值稱為限制電壓。

【IPP】：

施加給壓敏電阻波形為8/20μS的脈沖電流，時(shí)間間隔2分鐘，同方向施加兩次，使壓敏電壓變化率在±10%以內(nèi)的最大電流峰值。

六實(shí)際案例（SMD封裝）

七實(shí)際案例（DIP封裝）

八推薦選用

實(shí)際應(yīng)用時(shí)不同電機(jī)的大小與功率都有差異，小電機(jī)空間有限且浪涌持續(xù)時(shí)間短可以選用SMD貼片封裝產(chǎn)品。

大電機(jī)功率很大，面臨的浪涌也更嚴(yán)峻，這個(gè)時(shí)候就需要用到DIP插件類型壓敏(MOV)，插件類型的壓敏(MOV)尺寸更大有更強(qiáng)的浪涌通流能力，應(yīng)對(duì)大浪涌時(shí)有更強(qiáng)的防護(hù)能力保證器件的安全性。

九推薦選用

1.無措施測(cè)試數(shù)據(jù)

2.壓敏(MOV)+BDL濾波器測(cè)試數(shù)據(jù)

十壓敏（MOV）器件分析

1.優(yōu)點(diǎn)：

（1）價(jià)格便宜；

（2）發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，工藝成熟；

（3）通流較大；

（4）響應(yīng)速度較快；

（5）單器件可減少2-5顆濾波電容。

2.缺點(diǎn)：

（1）尺寸較大，不利于集成電路使用；

（2）寄生電容大，不適合高速信號(hào)線。

3.注意事項(xiàng)：

（1）壓敏電阻使用環(huán)境溫度不能超出規(guī)格范圍；

（2）不要用酮類、酯類、苯類、鹵代烴等強(qiáng)極性溶劑清洗產(chǎn)品；

（3）不要對(duì)產(chǎn)品施加壓力、沖擊，避免器件表面樹脂破損；

（4）對(duì)引線進(jìn)行彎曲、切斷加工時(shí)，需要固定元件端引線，折彎距離引線絕緣部分至少留有2mm空間。

十一總結(jié)

針對(duì)不同的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場(chǎng)景，要選擇合適的元器件，以此達(dá)到事半功倍的效果，特別是針對(duì)EMC問題，有專器專用的說法，本文通過對(duì)壓敏器件的介紹，給廣大工程師在解決有刷直流電機(jī)問題上多提供了一種方案，希望對(duì)大家有所幫助。