開關(guān)電源系列（九）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輻射發(fā)射問(wèn)題調(diào)試案例

來(lái)源：風(fēng)陵渡口話EMC 更新時(shí)間：2024-07-20 閱讀：

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輻射發(fā)射調(diào)試案例

問(wèn)題現(xiàn)象描述

某電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電，低頻輻射測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)56MHz、76MHz頻點(diǎn)超標(biāo)。144MHz頻點(diǎn)余量不滿足輻射發(fā)射管控標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試數(shù)據(jù)如下圖：

圖1：新版本模塊輻射發(fā)射測(cè)試原始數(shù)據(jù)

測(cè)試布置場(chǎng)景圖

圖2：輻射發(fā)射測(cè)試環(huán)意布置圖

問(wèn)題現(xiàn)象分析

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊舊版本板卡輻射發(fā)射測(cè)試是通過(guò)的，新板卡輻射發(fā)射摸底測(cè)試結(jié)果卻是Fail的，在測(cè)試場(chǎng)景布置、輔助設(shè)備等都不變的情況下，更換舊版本板卡輻射發(fā)射測(cè)試的結(jié)果仍然是通過(guò)的，基本排除是測(cè)試環(huán)境布置、輔助設(shè)備的影響，確認(rèn)是新版本板卡設(shè)計(jì)問(wèn)題。

圖3：舊版本模塊輻射發(fā)射測(cè)試數(shù)據(jù)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理框圖

圖4：電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理框圖

新舊版本模塊差異分析

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由分立器件電路改為IC 驅(qū)動(dòng)，差異點(diǎn)主要集中在驅(qū)動(dòng)電路，其它電路確認(rèn)未做任何修改。驅(qū)動(dòng)電路前級(jí)PWM控制信號(hào)的頻率設(shè)置、信號(hào)電平設(shè)置確認(rèn)與原來(lái)設(shè)計(jì)保持一致，即軟件設(shè)置未做任何修改。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出到后級(jí)電機(jī)控制電路的開關(guān)頻率、信號(hào)電平，與D版本參數(shù)設(shè)置保持一致，即驅(qū)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)未做任何變更。

圖5：新舊版本模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)MOS管G極信號(hào)波形對(duì)比

波形測(cè)試結(jié)果對(duì)比可知，驅(qū)動(dòng)信號(hào)開關(guān)速度相同，信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電平幅值也相同。舊版本電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形上升沿、下降沿都沒(méi)有振蕩，而新版本驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形上升沿、下降沿有輕微振蕩，振蕩原因不明。

調(diào)整電機(jī)驅(qū)動(dòng)上下管G極Rg on串聯(lián)電阻參數(shù)分別修改為47R、75R、120R、330R、1Kohm，上下管G極Rg off串聯(lián)電阻參數(shù)分別修改為5R1、10R、15R、20R、30ohm，對(duì)策導(dǎo)入后56MHz、144MHz輻射頻點(diǎn)的改善明顯，76MHz頻點(diǎn)仍然不達(dá)標(biāo)。

圖6：修改電機(jī)驅(qū)動(dòng)MOS管G極驅(qū)動(dòng)電阻參數(shù)后輻射發(fā)射測(cè)試數(shù)據(jù)

干擾源定位

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最高電壓只有24V左右，頻譜分析儀RF輸入端可以承受48V以內(nèi)的電壓，故使用頻譜分析儀尖頭探針尋找干擾源具體位置。頻譜分析儀量測(cè)到驅(qū)動(dòng)IC pin5&pin7引腳時(shí)，發(fā)現(xiàn)76MHz干擾頻點(diǎn)在此處的能量最強(qiáng)，而經(jīng)過(guò)G極串聯(lián)電阻后有衰減，但是能量很強(qiáng)

圖7：干擾源位置及噪聲頻譜圖

干擾源調(diào)試

MOS管G-S極之間預(yù)留電容位置加焊0.01uF電容，輻射測(cè)試時(shí)76MHz超標(biāo)頻點(diǎn)改善仍然不明顯。驅(qū)動(dòng)IC輸入端PWM_CH、PWM_CL信號(hào)，串聯(lián)電阻參數(shù)由22ohm改為1.5Kohm，驅(qū)動(dòng)IC pin5&pin7引腳干擾能量有輕微降低。驅(qū)動(dòng)IC pin5&pin7引腳對(duì)IC pin4 COM引腳之間增加0.01uF濾波電容，76MHz超標(biāo)頻點(diǎn)改善明顯。

圖8：驅(qū)動(dòng)IC驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)COM引腳增加濾波電容及頻譜圖

問(wèn)題根因分析

驅(qū)動(dòng)IC pin5&pin7引腳干擾經(jīng)過(guò)G-S之間分布電容耦合到電機(jī)，再經(jīng)過(guò)電機(jī)線圈耦合，回到IC pin4 COM引腳形成完整的電流環(huán)路。此電流環(huán)路面積足以使76MHz干擾頻點(diǎn)輻射出去，被測(cè)量天線接收到，造成輻射測(cè)試不達(dá)標(biāo)。在驅(qū)動(dòng)IC pin5&pin7與pin4 com引腳之間加0.01uF電容，可以有效減小干擾信號(hào)形成的電流環(huán)路面積，降低干擾信號(hào)發(fā)射能量，滿足輻射發(fā)射測(cè)試管控標(biāo)準(zhǔn)。