驅動模塊設計中電磁兼容問題

作為大功率模塊的驅動電源來說，其中的開關電路、放大電路和逆變電路等主電路可能對電磁環(huán)境存在干擾。因此在設計驅動模塊時，必須考慮電磁兼容性問題，避免驅動單元對外界的干擾。

1 電磁兼容基本原理

電磁兼容性指電器及電子設備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，均能正常工作互不干擾，達到兼容狀態(tài)。

電磁干擾可以通過時域和頻域進行表示，大部分干擾信號都是時變的，為討論和分析方便，都采用頻域分析方法為宜。典型的信號表示方式有正弦、非正弦、周期性、非周期性和脈沖等，它們都是通過空間輻射和通過導線傳導的。工程中對非周期信號和脈沖信號運用較多，將干擾信號用f(t)表示，非周期性信號傅立葉積分為

同樣也可以對脈沖信號進行傅立葉變換，得出頻譜圖。

電磁干擾是通過電場和磁場進行傳播的，因此，其基本單位也可以用電場和磁場的單位來表示，工程上普遍采用分貝來對電磁干擾進行量測，即db。

2 電磁兼容具體實施

在驅動單元外殼選取時，應綜合性價比考慮屏蔽效果較好的材料。在驅動單元的的設計中，中間點鉗位型pwm逆變電路作為主工作電路，在功率器件開關時，電路會產生諧波電流，同時高頻成分會向空間輻射。pwm逆變工作電路如圖1。

為此，在元器件選擇、電路板設計和接口設計等各個環(huán)節(jié)就應充分考慮電磁兼容性，使驅動模塊工作在正常狀態(tài)而不影響其他設備。

2.1 元器件的EMC考慮

為達到電磁兼容而使用的元件通常是采用減少并聯(lián)通路阻抗的方法來減小噪聲電壓或增加電流通路阻抗來減小噪聲電流。

所有元件及互連線都會產生諧振現(xiàn)象，因此在元件選擇上，要充分保證線路的低阻抗配電。串聯(lián)諧振電路的輸入阻抗很低，但是根據(jù)電路不同的q值，輸出電壓可能大大高于輸入電壓，由于大電流高電壓的出現(xiàn)，串聯(lián)諧振非常容易產生高電平的輻射或傳到發(fā)射;并聯(lián)諧振會形成一個高的線路阻抗，也會產生高電流。

2.2 電路的板級EMC考慮

在電路原理圖設計時，就應充分考慮一般元器件和功率器件的放置，主要應該注意以下五點：

(1)控制芯片無用端要通過相應的匹配電阻接電源或接地集成電路上接地或接電源端都要接，不要懸空;

(2)繼電器需要匹配上高頻電容;

(3)每個集成電路需配一個去耦電容;

(4)降低負載電容，以使靠近輸出端的集電極開路驅動器便于上拉，電阻值盡量大;

(5)看門狗電路上不要使用可編程器件。