新能源電動（dòng）車電機驅動信號導體麵積需要受控！

原理解讀

  圖1是電動車電機驅動器的EMI問（wèn）題的基本原理（lǐ）圖。

圖（tú）1   電動車電機（jī）驅動（dòng）器的（de）EMI問題基本原理圖（tú）

按圖1所示，電機驅動器的EMI共模電流主要有兩種,即圖中的ICOM1和ICOM2。

共模電流（liú）ICOM1是因為動力電（diàn）機的驅動信號電纜線與（yǔ）參考接（jiē）地板之間的寄生電容CP2，導致UVW信號通過該寄生電（diàn）容傳遞至（zhì）參考接地板，再（zài）由產品中所有與參考接地板之間的回路（lù），包括EMI測試（shì）時高壓直流線（xiàn）與參（cān）考接地板之間所連接的LISN裝置,終回到驅動電機UVW信號的功率地。

共模電流ICOM2是因為（wéi）動力電機的驅動信號線在殼體（tǐ）內部與殼體之間的（de）寄生電容（róng）CP1，導致UVW信（xìn）號通過該寄生電容傳遞殼（ké）體（tǐ），並從殼體與參考（kǎo）接地板之間的接地線，傳遞至參考接地板，再由（yóu）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（kǎo）接地板之間的LISN,終回（huí）到驅動電機UVW信號的功率地。

按以上分析，C_P1和C_P2的大（dà）小對流過LISN和高壓線束的共模電流大小影響很大，而流過LISN的共模電（diàn）流就是（shì）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（xiàn））。可見，降低寄生電容C_P1和C_P2的值是降（jiàng）低傳導騷擾和輻射騷擾的重要措施。

就寄生（shēng）電容C_P1來說，其大小與UVW信號所在導體的麵積、UVW信號與機殼之間的距離（lí）有關。

理論計算公式是（shì）：Cp ≈ 0.1 × S / H

其中：

Cp:寄生（shēng）電容[pF]

S:信號導體的等（děng）效麵（miàn）積[cm2]

H:高度[cm]

為了減（jiǎn）小C_P1，以下結論是顯而易見的：

1、UVW的導體長度要短；

2、UVW的導體寬度要窄（zhǎi）；

3、UVW信號的導體與殼體之間應（yīng）該有功率地的地平麵

然而為什麽（me）UVW信號的導體與殼體之間應該有功率地的地平麵呢？請看圖2。圖2是（shì）表達UVW信號與（yǔ）參考（kǎo）接（jiē）地板之間（jiān）的分布電（diàn）容的（de）原理圖，圖中UVW信號導體與參（cān）考接地板之間無（wú）其它導體，即形成較大的寄生電容。

圖2 UVW信號與（yǔ）參考接地（dì）板之間（jiān）的分布電容

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

圖（tú）3 鋪設地平麵後的寄（jì）生電（diàn）容

  圖3中可以看出，因為地平麵“隔離”了分布在（zài）UVW信號導體與參考接地板（bǎn）之間的電場，所以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（yì）是單位電壓下的電（diàn）荷儲存量）。

總結與思考

1. 高dv/dt的導（dǎo）體或器件與參考接（jiē）地（dì）板之（zhī）間的容性耦合（hé），是產生EMI問題的重要因素，也（yě）是EMC風險評估（gū）技術中風險要素（sù）之一；

2. 產品設計是一定要保證（zhèng）高dV/dt的信號導體（如UVW信號、時鍾信（xìn）號）麵積小。在電動車電機驅（qū）動器中，實際上是要求：

   1）IGBT安（ān）裝在UVW信號在機箱的出口處，便於保證長（zhǎng）度（dù）短；

   2）銅排的寬度在滿足通流（liú）量的情況下保持（chí）小。

3. 高dv/dt的信號導體（如UVW信號（hào）、時（shí）鍾信號等）的（de）下（xià）方存在地平（píng）麵（若是PCB，則鋪設地（dì）平麵；若采用銅排，則用疊層母排）。像電機驅動器，其UVW信號還會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. 當高dv/dt的信號導體在PCB中布置時，印製線或（huò）器（qì）件杜絕放置在PCB板的（de）邊緣（yuán）。如果設計中由於其（qí）它原因一定要布置在PCB板邊緣，那（nà）麽可以在印製線邊上再布一根工作地（dì）（GND）線，並通過過孔將此工作地（GND）線與工（gōng）作地（GND）平麵相連（lián）；

5. 消除一種誤解：不要認為（wéi）輻射是UVW信號導體直接造成的，事實上UVW信號導體個體較小，它直（zhí）接影響的是（shì）近場（chǎng）輻射（表現為UVW信號導體與其它導體（如參考接地板）之間形成的寄生電容），造成遠場輻射的直接因素是電纜或產品（pǐn）中大尺寸與輻射頻率波長可以比擬的導體。