汽车座椅解锁装置直流电机EMC设计案例

车用直流电机EMC设计整改案例

• 需求描述汽车用座椅解锁装置

  有刷直流电机 EMI达到CISPR 25 level 3

  工作电压13.5V 工作电流500mA 堵转电流5A

• 方案规划

由于直流有刷电机的EMC噪声源主要自于电机的碳刷处，当电机电刷换向时，电机线圈会产生反电势，引起碳刷处的空气被击穿，产生火花并发出电磁干扰信号。前期设计在电机转子规划安装环形压敏电阻，在源头降低骚扰噪声。

仅仅增加环形压敏电阻还不够，需配合EMC滤波PCB线路板。由于电机端盖结构限制，客户公司给出PCB线路板的尺寸形状，在此基础上进行设计。

首先针对CE传导发射抑制根据实际情况增加一路电感由于电感的工作原理是阻断交流信号，把它放在电源线最近的位置，可以起到很好的抑制作用。

接地布置，接地是EMC设计很重要的环节，原则上要求接地面积越大越好，导通性越高越好。根据实际情况，布置2根接地线，分别布置在L形线路板的两边。

• 方案描述：

EMC电路的设计要针对特定干扰频段进行设计，保证在特定干扰频段的有效抑制。EMC滤波器是一个低通滤波器，主要采用的元器件为电感和电容，磁珠等，具体选择怎样的元器件值要将根据需要抑制的噪声频段来定。例如电容的选择就要根据电容的频率特性结合需要抑制的频点来选择。常用的贴片电容是多层结构，存在分布电感，每个电容有其特定的谐振点，即阻抗最小的频点。理想的电容，Xc= 1/2Πfc, 即频率越高容抗越小 贴片电容由于分布电感的作用，谐振点的阻抗最小， f0=1/(2Π√LC). 所以不同容值的贴片电容的谐振点不同，要根据需要的抑制频率再查看电容的谐振点来选择电容，容值越大谐振点频率越低，容值越小谐振点频率越高

根据以上原则，针对低频频段滤波，选用高容值电容，中高频采用小容值电容10nf以及其他电容，如图：

方案整改

第一次摸底结果：CE超标，RE合格

• CE超标数据方案整改

低频超标整改通过替换更高容值的电容尝试解决。更换电容后测试通过。

• 最终方案实物图
• 总结

要根据电机的结构做好接地，原则上接地点要离机壳越近越好，接地线越短越好，同时接地线在可能的情况下越宽越大越好，良好的接地对滤波效果影响很大在可能的情况下尽量使用金属封闭机构的电机以抑制辐射干扰滤波元器件尽量安排在靠近电源线入口处与电机碳刷的出口处。

总之，电机EMC解决方案要根据电机的不同特点设计针对的方案，并根据实际测试结果进行调整改进，没有一个固定的方案适用不同电机，在电机实际运行中干扰产生的因素很多，解决一个频点的问题可能会带来其他频点相应的改变，各种因素相互影响和关联，是一项很有挑战性的工作。