(2)、功率单元EMC优化前后的主控板布线对比:
●优化前:
图15 EMC优化前主控板布线
● 优化后:
图16 EMC优化后主控板布线
(2)、功率单元优化前后的EMC测试结果对比:
● 优化前:功率单元通过电快速瞬变脉冲群测试在等级2.0KV,24s即出现误报警,66s出现故障。
● 优化后:功率单元通过电快速瞬变脉冲群测试在等级3.0KV,300s的环境中功率单元正常运行。
7、功率单元未EMC优化时抗干扰性能低的原因分析
(1)、差模噪声:
又称为线间感应噪声或串模噪声。是由外界电磁场在信号线和信号地线构成回路中感应出的。电缆中的信号线与其它地线靠得很近而形成环路面积出现差模电流。在功率单元未优化前,其在主控板入线的结构形式为:
图17 差模噪声结构
在图17中可以看出,原配线中因为线束较长,故将其进行回弯缩短。便由于此于的线束中有600V信号采集线,80伏电源线,8伏电源线,5伏信号回路线,其未分层,同时捆扎在一起,形成了一个非常非常混乱的环路面积,其电压等级高的回路对电压等级低的回路形成了剧烈的差模噪声干扰。
(2)、天线噪声
天线噪声也称为天线耦合或天线效应。辐射干扰是指以电磁波形式传播的干扰,各种天线是辐射和接收电磁波最有效的设备。任何处于电磁场中的导体都能感应出电压,因此,金属导体在某种程度上可起发射天线与接收天线的作用。当布线,结构件满足一定的几何尺寸与电磁波波长在同一量级时,将起着发射天线与接收天线的作用,即产生天线效应。
在功率单元中,由于布线的离散性与随意性,经常出现三相回路线间形成环形天线结构,如图所示:
图18 天线噪声结构
从图中看出,输入三相电源的主线由于过于分散,在上部形成了一个环形天线结构,当电快速瞬变脉冲群加入后,将形成一个很大的电磁辐射源,干扰内部其它元件运行。同时,它又是一个强大的电磁接收源,将主回路中IGBT开关产生的开关谐波进行接收,放大,耦合串入到主控板控制信号回路之中。