无刷驱动电机系统的传导发射干扰分析

本文摘要：（由ai生成）

本文讨论了电机驱动系统中的传导干扰，包括差模干扰和共模干扰。差模干扰由电路中的高电流变化率引起，而共模干扰由开关管产生的高电压变化率引起。文章分析了干扰电流的传播路径，并介绍了电机驱动系统的电路框图。逆变器输入端接入LISN以分析传导干扰，差模和共模干扰电流的导通路径分别通过直流侧和交流侧传播。文章旨在分享电机驱动系统中传导干扰的分析方法，并欢迎读者指正和补充。

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在电机驱动系统的传导干扰中存在着差模干扰和共模干扰。众所周知，EMI干扰是由电路中高频开关器件产生的电压变化和电流变化引起的。

传导干扰可分为共模传导干扰和差模传导干扰。共模传导干扰是由开关管产生的高电压变化率对线路中的寄生电容进行充放电引起的；差模传导干扰是由电路中的高电流变化率在回路中的寄生电感上形成的脉冲电压引起的。如图为差模传导干扰电流和共模传导干扰电流的传播路径示意图，图中iL为L线上的干扰电流，iN为N线上的干扰电流，idm为差模干扰电流，icm为共模干扰电流。差模干扰在L线和N线之间进行进行传播，干扰电流幅值相等，相位相差180°，其传播路径如图中蓝色实线所示；共模干扰在L 线、N线与大地之间进行传播，干扰电流幅值相等，相位相同，其传播路径如图中红色虚线所示。

电机驱动系统的电路框图如下，由三相桥和星形电机线圈组成：

我们从传播路径上去分析传导干扰。为了方便分析，在逆变器的输入端接入LISN。逆变部分差模和共模传导干扰电流导通路径如图所示。图中，Cp1、Cp2、Cp3分别为逆变桥U、V、W 相下桥臂IGBT 或者MOSFET的集电极和大地之间的等效寄生电容，Cg1、Cg2、Cg3 和Cg0 分别为电机定子三相绕组和定子绕组中性点与电机外壳之间的寄生电容。如图中实线所示，差模干扰电流有直流侧和交流侧两条传播路径。直流侧传播路径是指差模电流经直流侧滤波电容Co 和LISN 的两个50Ω 电阻形成闭合回路，交流侧传播路径则是指差模电流经电机定子三相绕组和直流侧滤波电容Co 形成闭合回路。如图中虚线所示，共模电流分别从直流侧、交流侧进行传播。直流侧传播路径是指共模电流流经Cp1、Cp2、Cp3 到达大地，然后通过LISN、直流侧滤波电容Co、直流母线流回开关管。交流侧传播路径则是指逆变桥臂中点共模电流经过定子三相绕组、定子绕组中性点和电机外壳之间的寄生电容Cg1、Cg2、Cg3 和Cg0 流入参考地。

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