一、 電機驅(qū)動原理分析
1.1
電機定義
電機俗稱"馬達"，是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，分為電動機和發(fā)電機。
▲ 常見電機
▲ 電機主要分類
▲ 電機的應(yīng)用場景
▲ 電機的理論基礎(chǔ)
歸根結(jié)底：電生磁、磁生電，電場與磁場，場與路的問題。
▲ 三相交流電機的運行原理
▲ 有刷電機與無刷電機
1.2
單項電機驅(qū)動電路
原理圖說明：通過控制開關(guān)Q1來控制電機轉(zhuǎn)停；D2為續(xù)流二極管，在Q1開關(guān)管關(guān)斷瞬間提供續(xù)流環(huán)路；C1、R4組成RC吸收電路，吸收Q1開關(guān)管關(guān)斷瞬間D極的電壓尖峰，改善電硬力；
▲ 單項電機原理圖
1.3
三相電機驅(qū)動電路
原理圖說明：通過控制開關(guān)VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6來控制電機轉(zhuǎn)停，轉(zhuǎn)向；開關(guān)管D-S極間并聯(lián)二極管，主要是在開關(guān)管關(guān)斷瞬間提供續(xù)流環(huán)路；驅(qū)動芯片采用MCU芯片或者DSP芯片來實現(xiàn)驅(qū)動控制邏輯。
▲ 三相電機驅(qū)動電路
▲ 三相電機驅(qū)動電路原理框圖（一）
▲ 三相電機驅(qū)動電路原理框圖（二）
▲ 三相電機驅(qū)動電路原理框圖（三）
二 、 電機電路EMC問題產(chǎn)生機理分析
2.1
EMC問題產(chǎn)生原因分析
功率開關(guān)器件的開關(guān)噪聲；續(xù)流二極管反向恢復(fù)電流噪聲；驅(qū)動信號本身疊加噪聲；電機抽載引起電源電流噪聲；驅(qū)動信號受抗擾度噪聲干擾引起的誤控制；
左圖：電機功率電流環(huán)路
右圖：電機功率續(xù)流電流環(huán)路
左圖：電機功率電流環(huán)路（一）
右圖：電機功率電流環(huán)路（二）
左圖：續(xù)流電流環(huán)路（一）
右圖：續(xù)流電流環(huán)路（二）
▲ 電機功率電流環(huán)路分析圖
2.2
寄生電流環(huán)路分析
功率器件散熱片寄生電流環(huán)路：功率開關(guān)器件的散熱片，與功率器件之間分布電容；散熱片與參考地平面之間的分布電容，為高頻噪聲電流提供了耦合路徑。
減小功率器件與散熱片之間的分布電容，降低散熱片對地的分布電容，可以有效降低此路徑的高頻噪聲電流。
▲ 寄生電流環(huán)路分析（一）
功率器件開關(guān)動點寄生電流環(huán)路：功率開關(guān)器件的開關(guān)動點，是電場變化(dv/dt)，磁場變化（di/dt）的關(guān)鍵點，其對參考地平面分布電容同樣是高頻噪聲耦合的最要路徑；控制動點面積，可以降低對參考地分布電容，降低共模電流。
動點經(jīng)過電機與參考地之間分布電容，為高頻噪聲電流提供耦合路徑。
▲ 寄生電流環(huán)路分析（二）
2.3
控制電路環(huán)路分析
①驅(qū)動信號環(huán)路
②電流采樣信號環(huán)路
③運放控制信號環(huán)路
④霍爾位置檢測信號環(huán)路
⑤控制芯片供電電源環(huán)路
⑥控制芯片通訊信號環(huán)路
雷擊浪涌
電快速脈沖群
靜電放電
射頻輻射抗擾度
輻射發(fā)射
2.4
噪聲源分析（一）
功率器件開關(guān)噪聲：逆變電路根據(jù)其工作原理可知，存在MOS管導(dǎo)通構(gòu)成的電流環(huán)路，以及體二極管構(gòu)成的續(xù)流環(huán)路，其主要噪聲來源于功率開關(guān)器件的開關(guān)噪聲：開關(guān)MOS管、體二極管（或者續(xù)流二極管）
▲ 噪聲源分析（一）
驅(qū)動信號疊加啊噪聲：功率器件開關(guān)控制通常是開關(guān)控制IC完成，開關(guān)頻率、占空比、驅(qū)動信號幅度、驅(qū)動信號本身攜帶噪聲情況都由芯片選型確定。
在性能指標允許的情況下選擇開關(guān)頻率較低、驅(qū)動信號幅度小、噪聲干擾小的控制芯片，EMC測試則更容易通過。
▲ 噪聲源分析（二）
寄生振蕩噪聲：功率開關(guān)器件本身的寄生電容充放電時就會產(chǎn)生電流振蕩，其di/dt如果不加以限制就會引起嚴重的輻射發(fā)射問題。
功率開關(guān)器件本身的寄生電容與PCB布線寄生電感形成的高頻振蕩也是導(dǎo)致輻射發(fā)射問題的重要原因之一。
▲ 噪聲源分析（三）
電刷產(chǎn)生的高頻噪聲：換向器由換向片構(gòu)成，換向片上放著一對固定不變的電刷，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，電驅(qū)繞組通過換向片和電刷與電路接通。
由于流向轉(zhuǎn)子繞組的電流通過換向片與電刷與電源直接連接或斷開，電刷處由于轉(zhuǎn)子繞組中的電流周期中斷而產(chǎn)生電弧。這個電弧有很高的頻譜成分，易于造成輻射發(fā)射問題。
▲ 噪聲源分析（四）
2.5
噪聲源耦合路徑分析
▲ 差模耦合路徑（傳導(dǎo)發(fā)射主要路徑之一）
▲ 共模耦合路徑（高頻噪聲耦合路徑）
2.6
噪聲源耦合路徑中影響因素分析
系統(tǒng)參考地與PE地連接對噪聲耦合的影響：在電源端傳導(dǎo)測試時，經(jīng)常遇到去掉PE地線低頻端傳導(dǎo)改善非常明顯，主要原因是PE地與參考地平面直接連接時，實際上是降低共模阻抗，使流過LISN上的共模電流更大。
PE地斷開時，實際上是增大共模阻抗，使流過LISN上的共模電流更小。
▲ 噪聲源耦合路徑中影響因素分析（一）
系統(tǒng)參考地與電機金屬殼體連接對噪聲耦合的影響：在輻射發(fā)射整改過程中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)將電機金屬外殼與系統(tǒng)參考地平面進行低阻抗搭接后，對30MHz~300MHz頻段內(nèi)噪聲輻射改善非常明顯。
分析主要原因是電機金屬外殼接地，增大電機與參考地之間的分布電容，為共模噪聲回流到源端提供了低阻抗路徑；增大分布電容，實際上也降低了動點對參考地之間的共模電壓。
▲ 噪聲源耦合路徑中影響因素分析（二）
電源濾波器接地對噪聲耦合的影響：
電源濾波器、系統(tǒng)參考地平面共地，PE地不共地或者通過器件接地。（電源端傳導(dǎo)結(jié)果優(yōu)，輻射發(fā)射測試結(jié)果相對較優(yōu)）
電源濾波器、PE地共地，系統(tǒng)參考地平面不共地或者通過器件接地。（電源端傳導(dǎo)結(jié)果差，輻射發(fā)射測試結(jié)果相對較差）
電源濾波器、PE地、系統(tǒng)參考地平面共地。（電源端傳導(dǎo)結(jié)果中等，輻射發(fā)射測試結(jié)果中等）
電源濾波器、PE地、系統(tǒng)參考地平面都不共地。（電源端傳導(dǎo)結(jié)果非常差，輻射發(fā)射測試結(jié)果非常差）
▲ 噪聲源耦合路徑中影響因素分析（三）
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