如何解決電機(jī)控制器EMC測試過程中的干擾問題

1、地環(huán)路干擾問題的產(chǎn)生

在電機(jī)控制器的EMC測試整改過程中，測試傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)正極時(shí)，32M、41M、65M出現(xiàn)超標(biāo)，如圖1所示；調(diào)試低壓側(cè)濾波參數(shù)效果不明顯，考慮電機(jī)控制器在整車的安裝環(huán)境以及之前的整改經(jīng)驗(yàn)，將電機(jī)控制器外殼增加接地點(diǎn)，變成兩點(diǎn)接地，32M、65M明顯降低，6.1M出現(xiàn)超標(biāo)，如圖2所示，接下來針對6.1M頻點(diǎn)做整改。

圖1、初掃結(jié)果

圖2、增加接地點(diǎn)后掃描結(jié)果，6.1M超標(biāo)

2、地環(huán)路干擾問題的試驗(yàn)和分析

用頻譜分析儀和近場探頭定位噪聲點(diǎn)，確定干擾來自電機(jī)控制器的DCDC輸出線。DCDC模塊是電機(jī)控制器內(nèi)的最大干擾源，干擾很容易通過輸出線纜向外傳導(dǎo)或者直接通過空間向外輻射，甚至耦合到其他電源線、信號線，此外，DCDC輸出負(fù)極通過鈑金件直接接機(jī)殼，即已經(jīng)和接地參考平面相連，如果處理不好，就可能導(dǎo)致地電位不穩(wěn)。

由于電機(jī)控制器傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)只要求測試12V/24V電源線，并不直接測試DCDC輸出線，故推測6.1M干擾是DCDC模塊通過線束耦合到12V/24V電源線。首先在DCDC模塊的相關(guān)信號線上套鐵氧體磁環(huán)，對6.1M頻點(diǎn)沒有改善；用銅箔將信號線包裹起來并粘接機(jī)殼內(nèi)壁，同樣沒有效果；在DCDC模塊的CAN通訊線上套鐵氧體磁環(huán)，沒有效果。..。..

試驗(yàn)N多方法仍然對6.1M頻點(diǎn)束手無策，回憶6.1M頻點(diǎn)到底從何而來，猜想會不會是因?yàn)樵黾咏拥攸c(diǎn)引起的呢，于是嘗試去掉增加的接地點(diǎn)，6.1M頻點(diǎn)馬上變好，如圖3所示。

圖3、去掉接地點(diǎn)后掃描結(jié)果

將增加的接地點(diǎn)恢復(fù)，6.1M又超標(biāo)，可以復(fù)原現(xiàn)象，說明6.1M處干擾確實(shí)是接地問題引起的。觀察增加的接地點(diǎn)位置，正好在DCDC輸出線正負(fù)極之間，如圖4所示，機(jī)器初始的接地點(diǎn)如圖5所示，使用銅帶編織網(wǎng)接接地參考平面，兩點(diǎn)接地會引起地環(huán)路干擾，6.1M超標(biāo)很有可能是地環(huán)路干擾引起的。

圖4、增加的接地點(diǎn)的實(shí)物位置

圖5、控制器初始接地位置

當(dāng)DCDC模塊工作時(shí)，DC+和DC-輸出線會攜帶很強(qiáng)的干擾電流，DC-直接與機(jī)殼相連。測試模型圖如圖6所示，當(dāng)沒有接地點(diǎn)B時(shí)，干擾電流主要通過DC輸出線與接地參考平面之間的雜散電容形成回路；當(dāng)在DC+和DC-之間增加接地點(diǎn)B時(shí)，恰好為干擾電流提供了直接的低阻抗通路，就會出現(xiàn)地環(huán)路電流，導(dǎo)致更大的共模電流，進(jìn)而出現(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)的現(xiàn)象。

圖6、測試系統(tǒng)模型圖（接地點(diǎn)C是測試標(biāo)準(zhǔn)要求的：低壓蓄電池負(fù)極接地）

3、地環(huán)路干擾問題的解決

地環(huán)路干擾產(chǎn)生的內(nèi)在原因是地環(huán)路電流的存在，地環(huán)路電流是因?yàn)閮蓚€(gè)接地點(diǎn)的電位不同形成電壓導(dǎo)致的。常用的解決地環(huán)路干擾問題的方法有單點(diǎn)接地，采用隔離變壓器或光耦隔離器隔離，安裝共模扼流圈增加地環(huán)路阻抗等。在本整改測試試驗(yàn)中，只需要將增加的接地點(diǎn)遠(yuǎn)離DCDC輸出線，保證兩個(gè)接地點(diǎn)的電位相近，就可以避免和減弱地環(huán)路干擾。如圖7所示，將增加的接地點(diǎn)布置在機(jī)器的另一側(cè)，遠(yuǎn)離干擾輸出端，就可以避免6.1M超標(biāo)同時(shí)抑制32M、41M和65M干擾點(diǎn)，如圖8所示，結(jié)合其他措施，就可以通過傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)。

圖7、分析后增加的接地點(diǎn)位置

圖8、更改接地點(diǎn)位置之后的掃描結(jié)果

4、總結(jié)

兩點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地很容易引起地環(huán)路干擾問題，在機(jī)器外殼有輸出線纜時(shí)應(yīng)尤為注意，防止接地點(diǎn)的電位相差過大，當(dāng)頻率比較低時(shí)，應(yīng)盡量選擇單點(diǎn)接地。接地技術(shù)是解決電磁兼容問題最簡便成本最低的技術(shù)，同時(shí)也是最有講究的技術(shù)，所以在設(shè)計(jì)前期多考慮接地方式、接地位置對后續(xù)EMC測試與整改會有很大幫助。