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有刷直流電機(jī)價格低廉且易于操作，以合適的價格在汽車、航空航天、醫(yī)療、工業(yè)、家電、消費(fèi)和家庭自動化等行業(yè)提供理想的性能平衡。因此，每年生產(chǎn)數(shù)十億件產(chǎn)品，預(yù)計(jì)這一數(shù)字在未來 10 年還會增加。

然而，不斷提高的電磁兼容性 (EMC) 要求，以及更加擁擠和“嘈雜”的電子環(huán)境，將這些低端解決方案的成本推高至與更昂貴的無刷替代方案相當(dāng)?shù)乃�平，從而有可能破壞平衡�?br>
問題是電刷摩擦換向器時產(chǎn)生的電磁干擾 (EMI)，這是該設(shè)計(jì)的固有缺陷。當(dāng)電子設(shè)備接收強(qiáng)電磁波時，電路中可能會產(chǎn)生不需要的電流并干擾預(yù)期的操作。 EMI 甚至?xí)�對運(yùn)行設(shè)備造成物理損壞。

工作電路頻率的增加、高頻噪聲擴(kuò)大了受影響的頻率范圍，以及電子設(shè)備的小型化縮短了源與受害者之間的距離，使問題變得更加嚴(yán)重。如果這還不夠的話，由于當(dāng)今的電路在較低電壓下運(yùn)行，許多電子設(shè)備即使使用較少的能量也更容易受到噪聲的影響。

為了抵消產(chǎn)生的噪聲，需要結(jié)合屏蔽和濾波組件。這不僅增加了成本，而且許多 EMI/RF 濾波解決方案無法濾除所產(chǎn)生的所有形式的噪聲，并且許多解決方案無法在不相應(yīng)增加成本的情況下處理更高的直流電流。

以下是有關(guān)如何使用更先進(jìn)的 EMI 濾波解決方案解決這些問題的一些提示。

1. 尋找卓越的 EMI 濾波解決方案，而不是轉(zhuǎn)向無刷直流電機(jī)。

對于無刷直流電機(jī)，換向是通過電子方式完成的。因此，噪聲的產(chǎn)生明顯減少（沒有機(jī)械換向產(chǎn)生的噪聲），但實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和成本卻增加了。

然而，如果有選擇的話，原始設(shè)備制造商更喜歡能夠保持有刷直流電機(jī)相對較低的價格（考慮到所涉及的數(shù)量）的解決方案。幸運(yùn)的是，有更先進(jìn)的 EMI 濾波解決方案可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

2. 避免使用不足以滿足當(dāng)今 EMC 要求的傳統(tǒng)濾波方法。

傳統(tǒng)的共模濾波方法包括由電容器組成的低通濾波器，其通過頻率低于所選截止頻率的信號并衰減頻率高于截止頻率的信號。

OEM 的選項(xiàng)包括兩個電容差分、三個電容（一個 X 電容和兩個 Y 電容）、直通濾波器、共模扼流圈、LC 濾波器或這些的組合。

然而，為了滿足日益增長的 EMC 要求，諸如兩個電容器差分濾波器之類的低成本解決方案是不夠的，因?yàn)椴黄ヅ涞碾娙萜鲿�對每條線路產(chǎn)生不同的濾波，因此需要進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換（即，部分共模噪聲轉(zhuǎn)換為差分噪聲）。 -模噪聲，反之亦然）。只要 EMC 要求僅在相對較低的頻率（即 <150 MHz，例如汽車中的 AM/FM 收音機(jī)）下，傳統(tǒng)的三電容器濾波器就足夠了。

盡管三電容濾波器提供了良好的濾波性能，但在濾波電信頻段??的噪聲時通常效果不佳。其他解決方案（例如饋通濾波器）可在較寬的頻帶內(nèi)提供良好的抑制效果，但當(dāng)電源線必須承載幾安培的電流時，就會變得昂貴。

此外，饋通濾波器是單端器件，因此可能會引入模式轉(zhuǎn)換（如雙電容濾波器）。

無論產(chǎn)生的噪音如何，如果需要高直流電流，您將需要一個非常大、昂貴的直通濾波器，這消除了有刷直流電機(jī)作為低成本解決方案。

3. 共模扼流圈會阻擋共模噪聲，但不會阻擋差分信號。

對于有刷直流電機(jī)，低通濾波器的可能替代方案是共模扼流圈。當(dāng)共模信號（相同的交流電流）通過共模扼流圈的每個繞組時，來自每個繞組的磁場疊加，因此阻抗顯著增加。另一方面，當(dāng)差分信號（相反的交流電流）通過每個繞組時，來自每個繞組的磁場將彼此相減，因此阻抗顯著減小。

這就是共模扼流圈阻止共模噪聲但允許差分信號通過的原因。

4. 更好的替代方案可能是單片 EMI 濾波器。

與共模扼流圈相比，單片 EMI 濾波器在更小的封裝中提供了更強(qiáng)的 RFI 抑制能力。單片 EMI 濾波器還可以抑制更寬的頻帶，并且不受所需直流電流量的影響，因?yàn)樗�安裝在分流器中（線路和“地”之間）。

EMI濾波器將兩個平衡并聯(lián)電容器組合在一個封裝中，具有互感抵消和屏蔽作用。 Johanson Dielectrics 的這些濾波器利用單個設(shè)備內(nèi)的兩個獨(dú)立的電氣路徑，連接到四個外部連接。

與其他 EMI 濾波器一樣，單片 EMI 濾波器會衰減高于指定截止頻率的所有能量，僅選擇通過所需的信號能量，同時將不需要的噪聲轉(zhuǎn)移到“地”。

然而，關(guān)鍵是非常低的電感和匹配的阻抗。對于單片 EMI 濾波器，端子在內(nèi)部連接到設(shè)備內(nèi)的公共參考（屏蔽）電極，并且極板由參考電極分隔開。

單片 EMI 濾波器在 50 kHz 至 6 GHz 頻率范圍內(nèi)有效，并且可過濾共模和差模噪聲。該濾波器對直流電流量幾乎沒有限制，因?yàn)樗�被設(shè)計(jì)為與電機(jī)并聯(lián)工作，并且沒有直流電流流過它。

5. 不要忽視濾波對PWM信號的影響。

無論濾波器的類型如何，一個經(jīng)常被忽視的因素是許多有刷直流電機(jī)都是由脈寬調(diào)制 (PWM) 信號控制的。

通過 PWM 信號，電壓可以在幾千赫茲到幾十千赫茲之間以非�？斓乃俣却蜷_和關(guān)閉。提供的總功率基于開關(guān)打開時間與關(guān)閉時間的比較。 PWM 信號特別適合電機(jī)，因?yàn)殡姍C(jī)的時間常數(shù)與 PWM 信號的周期相比非常長。這就是為什么有刷直流電機(jī)的工作方式就像將 PWM 信號的平均值施加在電源線上一樣。

事實(shí)上，當(dāng)您次在實(shí)驗(yàn)室測試電機(jī)時，EMI 濾波器可能表現(xiàn)良好，但當(dāng)您在電源線上應(yīng)用 PWM 信號時，一切都會發(fā)生變化。您想要濾除噪聲，但又不想無意中濾除 PWM 信號。如果您沒有選擇正確的過濾器，電機(jī)甚至可能無法啟動。