開關(guān)電源系列（九）電機驅(qū)動模塊輻射發(fā)射問題調(diào)試案例

來源：風陵渡口話EMC 更新時間：2024-07-20 閱讀：

電機驅(qū)動模塊輻射發(fā)射調(diào)試案例

問題現(xiàn)象描述

某電機驅(qū)動模塊電，低頻輻射測試時發(fā)現(xiàn)56MHz、76MHz頻點超標。144MHz頻點余量不滿足輻射發(fā)射管控標準，測試數(shù)據(jù)如下圖：

圖1：新版本模塊輻射發(fā)射測試原始數(shù)據(jù)

測試布置場景圖

圖2：輻射發(fā)射測試環(huán)意布置圖

問題現(xiàn)象分析

電機驅(qū)動模塊舊版本板卡輻射發(fā)射測試是通過的，新板卡輻射發(fā)射摸底測試結(jié)果卻是Fail的，在測試場景布置、輔助設備等都不變的情況下，更換舊版本板卡輻射發(fā)射測試的結(jié)果仍然是通過的，基本排除是測試環(huán)境布置、輔助設備的影響，確認是新版本板卡設計問題。

圖3：舊版本模塊輻射發(fā)射測試數(shù)據(jù)

電機驅(qū)動模塊原理框圖

圖4：電機驅(qū)動電路原理框圖

新舊版本模塊差異分析

電機驅(qū)動電路由分立器件電路改為IC 驅(qū)動，差異點主要集中在驅(qū)動電路，其它電路確認未做任何修改。驅(qū)動電路前級PWM控制信號的頻率設置、信號電平設置確認與原來設計保持一致，即軟件設置未做任何修改。電機驅(qū)動電路輸出到后級電機控制電路的開關(guān)頻率、信號電平，與D版本參數(shù)設置保持一致，即驅(qū)動參數(shù)設計未做任何變更。

圖5：新舊版本模塊電機驅(qū)動MOS管G極信號波形對比

波形測試結(jié)果對比可知，驅(qū)動信號開關(guān)速度相同，信號的驅(qū)動電平幅值也相同。舊版本電機驅(qū)動信號波形上升沿、下降沿都沒有振蕩，而新版本驅(qū)動信號波形上升沿、下降沿有輕微振蕩，振蕩原因不明。

調(diào)整電機驅(qū)動上下管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，對策導入后56MHz、144MHz輻射頻點的改善明顯，76MHz頻點仍然不達標。

圖6：修改電機驅(qū)動MOS管G極驅(qū)動電阻參數(shù)后輻射發(fā)射測試數(shù)據(jù)

干擾源定位

電機驅(qū)動模塊是直流電機驅(qū)動，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。頻譜分析儀量測到驅(qū)動IC pin5&pin7引腳時，發(fā)現(xiàn)76MHz干擾頻點在此處的能量最強，而經(jīng)過G極串聯(lián)電阻后有衰減，但是能量很強

圖7：干擾源位置及噪聲頻譜圖

干擾源調(diào)試

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

圖8：驅(qū)動IC驅(qū)動信號對COM引腳增加濾波電容及頻譜圖

問題根因分析

驅(qū)動IC pin5&pin7引腳干擾經(jīng)過G-S之間分布電容耦合到電機，再經(jīng)過電機線圈耦合，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干擾頻點輻射出去，被測量天線接收到，造成輻射測試不達標。在驅(qū)動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形成的電流環(huán)路面積，降低干擾信號發(fā)射能量，滿足輻射發(fā)射測試管控標準。