一、 電機驅動原理分析
1.1
電機定義
電機俗稱"馬達"，是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，分為電動機和發電機。
▲ 常見電機
▲ 電機主要分類
▲ 電機的應用場景
▲ 電機的理論基礎
歸根結底：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
單項電機驅動電路
原理圖說明：通過控制開關Q1來控制電機轉停；D2為續流二極管，在Q1開關管關斷瞬間提供續流環路；C1、R4組成RC吸收電路，吸收Q1開關管關斷瞬間D極的電壓尖峰，改善電硬力；
▲ 單項電機原理圖
1.3
三相電機驅動電路
原理圖說明：通過控制開關VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6來控制電機轉停，轉向；開關管D-S極間并聯二極管，主要是在開關管關斷瞬間提供續流環路；驅動芯片采用MCU芯片或者DSP芯片來實現驅動控制邏輯。
▲ 三相電機驅動電路
▲ 三相電機驅動電路原理框圖（一）
▲ 三相電機驅動電路原理框圖（二）
▲ 三相電機驅動電路原理框圖（三）
二 、 電機電路EMC問題產生機理分析
2.1
EMC問題產生原因分析
功率開關器件的開關噪聲；續流二極管反向恢復電流噪聲；驅動信號本身疊加噪聲；電機抽載引起電源電流噪聲；驅動信號受抗擾度噪聲干擾引起的誤控制；
左圖：電機功率電流環路
右圖：電機功率續流電流環路
左圖：電機功率電流環路（一）
右圖：電機功率電流環路（二）
左圖：續流電流環路（一）
右圖：續流電流環路（二）
▲ 電機功率電流環路分析圖
2.2
寄生電流環路分析
功率器件散熱片寄生電流環路：功率開關器件的散熱片，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。
▲ 寄生電流環路分析（一）
功率器件開關動點寄生電流環路：功率開關器件的開關動點，是電場變化(dv/dt)，磁場變化（di/dt）的關鍵點，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。
▲ 寄生電流環路分析（二）
2.3
控制電路環路分析
①驅動信號環路
②電流采樣信號環路
③運放控制信號環路
④霍爾位置檢測信號環路
⑤控制芯片供電電源環路
⑥控制芯片通訊信號環路
雷擊浪涌
電快速脈沖群
靜電放電
射頻輻射抗擾度
輻射發射
2.4
噪聲源分析（一）
功率器件開關噪聲：逆變電路根據其工作原理可知，存在MOS管導通構成的電流環路，以及體二極管構成的續流環路，其主要噪聲來源于功率開關器件的開關噪聲：開關MOS管、體二極管（或者續流二極管）
▲ 噪聲源分析（一）
驅動信號疊加啊噪聲：功率器件開關控制通常是開關控制IC完成，開關頻率、占空比、驅動信號幅度、驅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頻率較低、驅動信號幅度小、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：功率開關器件本身的寄生電容充放電時就會產生電流振蕩，其di/dt如果不加以限制就會引起嚴重的輻射發射問題。
功率開關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致輻射發射問題的重要原因之一。
▲ 噪聲源分析（三）
電刷產生的高頻噪聲：換向器由換向片構成，換向片上放著一對固定不變的電刷，當轉子旋轉時，電驅繞組通過換向片和電刷與電路接通。
由于流向轉子繞組的電流通過換向片與電刷與電源直接連接或斷開，電刷處由于轉子繞組中的電流周期中斷而產生電弧。這個電弧有很高的頻譜成分，易于造成輻射發射問題。
▲ 噪聲源分析（四）
2.5
噪聲源耦合路徑分析
▲ 差模耦合路徑（傳導發射主要路徑之一）
▲ 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
系統參考地與PE地連接對噪聲耦合的影響：在電源端傳導測試時，經常遇到去掉PE地線低頻端傳導改善非常明顯，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）
系統參考地與電機金屬殼體連接對噪聲耦合的影響：在輻射發射整改過程中，經常會發現將電機金屬外殼與系統參考地平面進行低阻抗搭接后，對30MHz~300MHz頻段內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。（電源端傳導結果優，輻射發射測試結果相對較優）
電源濾波器、PE地共地，系統參考地平面不共地或者通過器件接地。（電源端傳導結果差，輻射發射測試結果相對較差）
電源濾波器、PE地、系統參考地平面共地。（電源端傳導結果中等，輻射發射測試結果中等）
電源濾波器、PE地、系統參考地平面都不共地。（電源端傳導結果非常差，輻射發射測試結果非常差）
▲ 噪聲源耦合路徑中影響因素分析（三）
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