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变频器电路的EMC方案设计

1 主回路吸收电路与di/dt抑制电路整流电路在输入侧要接抗雷击过电压或操作过电压吸收电路,这种吸收电路由星形连接的高频、高压电容器(如470p/2Kv)和

1 主回路吸收电路与di/dt按捺电路

整流电路在输入侧要接抗雷击过电压或操作过电压吸收电路,这种吸收电路由星形衔接的高频、高压电容器(如470p/2Kv)和压敏电阻(如 20k/1Kv)组成,详细电路见图1中R1、R2、R3 和C1、C2、C3。逆变器部分在高频开关状况时,发生电压尖脉冲,假如不加以处理将损坏IGBT模块、搅扰驱动电路。选用吸收电路能够按捺电压尖脉冲,当时变频器中常用的吸收电路有三种办法,如图2 所示,依据所用开关器材和功率等级来挑选运用。

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图2 IGBT常用吸收电路

2 操控及驱动电路的电路板EMC规划

现代

a)缩短高频走线布局图 b)数字与模仿电路分隔线布局图

图3 两种参阅布局图

在整个PCB中,布线进程限制最高、技巧最细、作业量最大,布线不妥会发生严峻的电磁搅扰。以变频器操控电路为例,布线中应遵从如下基本准则:电路板尽量选用四层板;印制导线的布设应尽或许短,拐弯成圆角;印制导线宽度最小不宜小于0.2mm,间隔一般可取0.3mm,公共地线应尽或许的粗;布线次序应遵从先布高频线(如PWM 信号线)、搅扰线(如晶振走线), 后布一般线;数字区与模仿区尽或许阻隔,并且数字地与模仿地要别离;多层线路板的电源和地线是由不蚀刻的铜箔板构成,这种大的接地平面构成了极低的电源阻抗。因而多层板的长处在于对公共耦合阻抗不太灵敏,且供给了屏蔽。下图4给出四层板布线示意图。

图 4 四层板布线实例

3)旁路和去耦

旁路和去耦可避免能量从一个电路传到另一个电路,近而进步配电体系的质量。经过合理安置去耦电容能够为器材供给部分化的DC电源,削减跨板浪涌电流以及进入到电路板的高频能量。经过添加旁路电容发生AC通路来消除无意义能量进入灵敏部分,别的还能够供给带宽受限滤波。

图5 去耦电容模型及装置图

上图5 a)给出了去耦电容的实践等效电路,b)给出了正确装置办法(右图)和过错装置办法(左图)的对照。能够得知,去耦电容引线尽或许短才干减小寄生参数、到达很好的去耦作用。

4)PCB接地

接地是使不期望的噪声搅扰极小化并对电路进行区分的一个重要办法。恰当运用PCB的接地办法及电缆屏蔽将避免许多噪声问题。规划变频器时,在规划期间考虑接地是最经济的,不仅从PCB,并且能从体系的视点避免辐射和进行灵敏度防护,详细考虑如下几方面:

●对PCB体系分区时,使高带宽的噪声电路与低频电路分隔;

●规划PCB时,使搅扰电流不经过公共的接地回路影响其它电路;

●细心挑选接地址以使环路电流、接地阻抗及电路的搬运阻抗最小;

●把十分灵敏(低噪声容限)的电路衔接到安稳的接地参阅源上;

变频器体系规划中,依照安全地、数字信号地、模仿信号地来考虑。安全地选用黄绿相间标识的铜线或铜排将变频器内的导电部分衔接到接地端子,首要避免毛病情况下体系带电要挟人体安全。信号地是一个低阻抗的途径,信号电流经此途径回来其源。关于变频器体系中所运用的高速数字信号电路,优先选用多点接地(即多个低阻抗途径并联),意图在于树立一个一致电位共模参阅体系。

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图6 单点接地对照图

C点电位:

V=I3R3+(I2+I3)R2+(I1+I2+I3)R1

可见串联接地简单引起搅扰。关于模仿电路,具有作业与低频状况、灵敏度高的特色,选用单点接地(即接地道路与独自一个参阅点相连,图6给出了正确与过错单点接地办法对照)可避免来自其它噪声元件(如数字逻辑器材、电源、继电器、电动机)的大接地电流争用灵敏的模仿地线。一起体系选用光耦将数字地与模仿地阻隔,按捺地址平摇摆带来的影响;选用铁氧体垫片来避免寄生电容构成接地环路。在实践规划中应留意选用多点接地时的谐振问题,在每个电源与接地之间的地衔接中应运用高质量的去耦电容

5)抗串扰

串扰是指走线、导线、电缆束、元件及恣意其它易受电磁场搅扰的电子元件之间的不期望有的电磁耦合,是由网络中的电压和电流发生的。关于操控板上的数据线、地址线、操控线、和I/O都会遭到串扰的影响,大多数问题来自时钟和周期信号。经过添加走线间隔离(有必要是单一走线宽度的三倍),可使走线间的耦合最小,这一准则首要针对发生影响的高搅扰信号。

.3 电源电路规划中抗搅扰办法

当时变频器电源大多选用开关电源来完成,具有体积小、作业电压规模宽、功率密度大、损耗小、带载能力强的特色。可是选用高频开关管、二极管、变压器等带来的大di/dt搅扰问题值得慎重考虑。变频器体系开关电源输入侧取电的办法现在有两种:一种是直接从直流母线上取;另一种是选用独立的220v 整流电源供给,两种办法各有其长处及运用规模。

图7 直接从直流母线取电开关电源抗搅扰规划示意图

榜首种办法的抗搅扰规划考虑如图7所示,图中的高频电容C1用来吸收高频脉冲,二极管D2用来按捺线路寄生电感与%&&&&&%C1振动。

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