新能源電動車電機驅動信號導（dǎo）體（tǐ）麵積（jī）需要受控！

原理解讀

  圖1是電動車電機驅動（dòng）器的EMI問題的基（jī）本原理圖。

圖1   電動車電機驅動器（qì）的EMI問題基本原理圖

按圖1所示，電機驅動器（qì）的EMI共模電流（liú）主要有兩種,即圖中的（de）ICOM1和ICOM2。

共（gòng）模電流ICOM1是因為動力電機的驅動信號電纜線與參考（kǎo）接（jiē）地板之（zhī）間的寄生電容CP2，導致UVW信號通過該寄生電容傳遞至參考接（jiē）地板，再由產品中所有與參考接地板（bǎn）之間的回路，包括EMI測試時高壓直流線與參考接地板之間所連接的LISN裝置,終回到驅動電機UVW信號（hào）的功率地。

共模電流（liú）ICOM2是因為動力電機的驅動（dòng）信號（hào）線在殼體內部與殼體之間的寄生電容CP1，導致UVW信號通（tōng）過該寄生電容傳遞殼體，並從殼體與參考接地板之間的接地線，傳遞至參考（kǎo）接地板，再由產品中所有（yǒu）與參考接地板之間的（de）回路，包括EMI測試時高壓直流線（xiàn）與參考接地板之間（jiān）的LISN,終回到驅動電機UVW信號（hào）的功率地。

按以上分析，C_P1和C_P2的大小對流過LISN和高壓線束的共模電流大小影響很（hěn）大，而流過LISN的共模電流就是傳導騷擾，流過高壓線束的共模電流就是輻射騷擾（高壓線束猶如等效發射天線）。可見，降低寄生電容C_P1和C_P2的值是降低傳導騷擾和（hé）輻射騷擾的重要措施。

就寄生電容C_P1來說，其大小（xiǎo）與（yǔ）UVW信號所在導體的麵積、UVW信號與機殼之間的距離有關。

理論計算公式（shì）是：Cp ≈ 0.1 × S / H

其（qí）中：

Cp:寄生電容[pF]

S:信號導體的（de）等效麵積[cm2]

H:高度[cm]

為了減小C_P1，以下結論是（shì）顯而易（yì）見的：

1、UVW的導體長度（dù）要（yào）短；

2、UVW的導體寬度要窄；

3、UVW信號的導體與殼體之間應（yīng）該有功（gōng）率地的地平麵

然而為什麽UVW信（xìn）號（hào）的導體與殼體之間應（yīng）該有功率地的地平麵（miàn）呢（ne）？請看圖2。圖2是表達UVW信號與參考接地板之（zhī）間的分布電容的原理圖，圖中UVW信號導體與參考接地板之間無其它導體，即形成較大的寄生電容。

圖2 UVW信（xìn）號（hào）與參考（kǎo）接地板（bǎn）之間的分布電容

當UVW信號導體下方存在地平麵時，UVW信號導體與（yǔ）參考接地板之間的寄生電容如圖3所示。

圖3 鋪設（shè）地平麵（miàn）後的寄生電（diàn）容

  圖3中可以看出，因為地平麵“隔離”了分（fèn）布在UVW信號導體與參（cān）考（kǎo）接地板之間的電場，所（suǒ）以UVW信號導體與參考接地板之間寄生電容也減少（電容的定義是單位電壓下的電荷儲存量）。

總結與思考

1. 高dv/dt的（de）導體或（huò）器件與參考接地板之間（jiān）的容（róng）性耦（ǒu）合，是產生EMI問題的重要因（yīn）素，也是EMC風險評估技術中風險要素之一；

2. 產（chǎn）品（pǐn）設計是一定要保證高dV/dt的信號導體（如UVW信號、時鍾信號）麵積小。在電動（dòng）車電機（jī）驅動器中，實際上是要求：

   1）IGBT安裝（zhuāng）在UVW信號在機箱的出口處，便於保證長度短；

   2）銅排的寬度在滿足通流量的情況下保（bǎo）持小。

3. 高dv/dt的信號導體（如UVW信號、時鍾信號等）的下方存在地平麵（若是PCB，則鋪設地平麵；若（ruò）采用銅排，則用疊層母排）。像電機驅動（dòng）器，其UVW信號還會（huì）以電纜的形式延伸至殼體之外，這時降低寄生電容的方法就對電纜進行（háng）屏蔽處（chù）理；

4. 當（dāng）高dv/dt的信號導體在PCB中布置時，印製線（xiàn）或器件杜絕放置在PCB板的邊緣（yuán）。如果設計中由於其它原因一定要布置在PCB板邊緣，那麽可以在印製線邊上再布一根工作地（GND）線，並通過過孔（kǒng）將此工作地（GND）線與工作地（GND）平麵相連（lián）；

5. 消除一種誤（wù）解：不要認為輻射是（shì）UVW信號導體直接造成的，事實上UVW信號導體個體（tǐ）較小，它直接（jiē）影響的是近場（chǎng）輻射（表現為UVW信號導體與其它（tā）導體（如參考接（jiē）地板）之（zhī）間形成的寄生電容（róng）），造成遠場輻射的直接因素是電纜或產品中大尺寸與輻射（shè）頻率波長可以比擬的導體。