直流有刷电机EMI的高效解决方案

一前言

在自动化日益普及的社会大背景下，电机在越来越多的产品中得到应用，电机的产品分类也愈发精细。其中，直流有刷电机的EMI噪声问题在EMC领域长期存在，无论直流有刷电机的外形如何改变，应用电压、电流怎样变化，其EMI噪声问题依然存在。

二电机噪声产生的原因

电机EMI噪声产生的原因可以归结为两点：

1. 换向器和电机碳刷接触位置在不断换向的过程中产生的电弧；

2. 线圈本身的电位方向在短时间内不断地进行切换产生的辐射噪声。

【这两点产生的辐射噪声的特点】：

一个是在测试频谱上呈现为一个杂乱无章的单支测试图像（如下图），另外一个是该噪声为宽频谱噪声，噪声的频率覆盖范围可以从KHz级别到GHz级别，而且这些辐射噪声是差模噪声和共模噪声的混合。

电机辐射测试数据图（1）

在直流有刷电机应用产品中，应用电流较大的电机存在的EMI问题更为严重。在对电机进行EMI整改时，一旦电流过大，许多串联在电路中的EMI措施会因无法满足电流要求而无法应用，这样一来，整改手段就会受到极大的局限。今天主要向大家介绍一种不依赖于电流的高效EMI滤波方案 ——BDL滤波器的应用。

BDL滤波器外观图（2）

BDL 滤波器的内部结构融入了我司具有专利性质的法拉第笼结构，这使得该滤波器拥有极低的寄生电感，进而让其滤波范围能够覆盖到更高的频率，同时具备更强的滤波深度。

BDL滤波器内部结构图（3）

三BDL滤波器的应用

下图为某车载液压泵的直流有刷产品，可以看到旁边的电流钳显示该产品的工作电流可以达到20A。

产品电压法测试摆放图（4）

该测试为电压法测试，测试数据如下：

产品电压法测试摸底数据图（5）

【分析】：

通过该数据可以看出，该产品在低频KHz级别超标近20个dB，在高频部分最高超标点超标近30个dB。

【整改措施】：

BDL滤波器以并联的形式接到电机正负极之间，此外，针对低频段，在正负极之间增加一颗μF级电容，以此增强KHz低频滤波能力。

产品整改加入BDL滤波器图（6）

【分析】：

最终，加入整改后的测试数据如下所示。从中可以看出，高频部分的噪声基本为实验室底噪。BDL滤波器对最高噪声有着30dB的衰减。由于BDL是并联在线路上，因此没有电流限制。

产品电压法测试整改后数据图（7）

四结语

BDL滤波器在直流有刷电机噪声滤波方面效果极为优异。值得一提的是，一个BDL滤波器可替代电机原有的一组滤波组合，能够解决产品的电流限制难题，极大地节省滤波器成本，同时有效减少其所占空间。