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[参考译文] LM5107:噪声仿真-电机驱动

Guru**** 670100 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5107
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/692827/lm5107-noise-emision---motor-drive

器件型号:LM5107

尊敬的 e2e 支持:

我的客户在采用 LM5107的设计中遇到了一些噪声问题。

它通过25kHz PWM 进行驱动。

您可以在下面看到、我们没有看到任何可能导致某些 EMI 的过冲/下冲。

大多数噪声都是通过安装电路板的不同电缆、大约为40MHz 和70MHz。

您能给我们一些关于确定噪声源的建议吗?

下面是原理图的简短视图。 我可以私下发送完整的原理图和布局。

PWM 输入:PWM_1H (黄色) PWM_1L (蓝色)

PWM_1H (黄色) H 桥中点(紫色)

输出电流(泵/电机电流)

 

输出电压(黄色)(泵/电机电压)、 输出电流(绿色)

此致、

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    您好、TISL、

    感谢您的联系、我使用此器件开发了应用程序。 让我尝试帮助解决这个噪声问题。

    射频噪声可能很难找到、您已经找到了频率、这是一个很好的开始。 下一步是确定射频噪声在系统中的哪个位置是一个问题。 查找与存在 EMI 问题的频率相对应的振铃和尖峰信号。 对滤波或缓冲噪声源附近的信号进行实验、以降低噪声、从而不再成为问题。

    通过使用探头观察电路中的噪声、可以找到噪声源、然后开始更改系统中的参数、例如、移动电缆以查看源在您靠近它时是否开始变大。 您还可以逐个关闭电源以找到问题的原因。 噪声可能来自系统外部。 如果噪声进入电缆、则电缆可能充当天线、应使用适当的屏蔽和馈通方法。

    谢谢、

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    您好、TISL、

    除了 Jeff 的建议之外、您可能还想查看此有关栅极电阻器的技术手册。 添加一些栅极电阻会降低开关边沿的速度、从而降低 EMI。 当然、代价是效率的某种损失。

    www.ti.com/.../slla385.pdf
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    Jeffrey、

    使用 H feild 探头、我们在电路板中找到了最嘈杂的器件。 它位于1个半 H 桥的中间(原理图中为779美元):

    绿色=>写入、黄色=>最大保持。

    这里是电路板周围电缆中 CM 噪声的倍数(使用10R 电流探头测量):

    如果未使用 H_bridge、则在55MHz 至80MHz 范围内没有噪声。

    此致、

    PAM

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    您好、Don、

    您完全正确、这就是为什么我的设计中已经有510R 作为 Rgate 的原因。 正如您看到的、开关边沿已经"非常慢"并且没有振铃。

    也许是510R,这是应该的?

    此致、
    PAM

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    您好 PAM、

    由于大多数噪声来自全桥变压器、因此该近场噪声可能是真正的源、 通过旋转探针使其与有问题的迹线平行、您可以缩小存在发射问题的确切迹线、然后从此处进行滤波。 可能是由于高 dv/dt 开关节点导致 H 场探针显示出大量 di/dt。 您可以在同一个点使用 E 磁场探头来确定是否存在高 dv/dt 发射。 噪声是来自初级还是次级?

    变压器屏蔽是否通过电容器连接到 GND? C5和 C6看起来都在尝试这样做。

    特定电容值将使 ICM = 0、其中 ICM 在初级侧和次级侧之间完全取消。 该电容器的值取决于寄生电容。

    谢谢、

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    尊敬的 Jeff:

    我仔细检查了一下、我的设计中最吵的部分就在这里。


    通过旋转 H 场探针、没有噪声。
    在同一个位置、还有电场噪声。
    对我来说、逻辑似乎会导致此处切换24V 直流(25kHz 时)。 和4.5Arms。

    绿色=> H 字段(写入)、黄色=> E 字段(写入)。

    L2 nanocrystalline 共模扼流圈。 但 L2现在短路了。
    (如果 L2未短接、则电机电缆中存在非共模噪声。 但电路板周围电缆中的噪音仍然相同)。

    未安装 C5和 C6。

    更重要的是、我还尝试使用小铁氧体磁珠作为 Rgate、但没有令人信服的结果

    谢谢、

    PAM

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    您好 PAM、

    我同意从信号逻辑电容耦合的 E 字段到电路板周围的电缆。 为了确保逻辑开关是噪声源、如果在探测电路板周围电缆中的噪声的同时将电缆靠近可疑的逻辑布线、信号是否会增大?

    逻辑信号接口端接阻抗是否匹配?
    传输线路上是否有残桩?
    您使用的电缆是什么?
    有时我们无法减少噪声源、在干扰点使用屏蔽电缆或铁氧体磁珠是否起作用?

    谢谢、
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    您好!

    如果您在探测电路板周围电缆中的噪声的同时将电缆靠近可疑的逻辑布线、则信号会增大吗?
       开始吧、我会尽快检查。 首先、我需要延长电缆长度。

    逻辑信号接口端接阻抗是否匹配?
       H 桥驱动真空泵。
       我还有一个 USB (匹配)、一个 CAN 总线(匹配)、一个风扇和一些传动器电源(开/关或80kHz PWM)。

    传输线路上是否有残桩?
       否

    有时我们无法减少噪声源、在干扰点使用屏蔽电缆或铁氧体磁珠是否起作用?
       如果我在电缆上使用铁氧体,则电缆的衰减。 但我在 H 桥中间有相同的 H 场噪声。 (也许电子磁场是一样的,但我没有在这种情况下尝试)。
       此外,如果我探测电缆中的噪声,只有 H 桥接通时,我才会得到大于30dBµV μ V 的噪声

    绿色=> H 桥关闭,黄色=> H 桥打开(噪声<20MHz 来自我的电源)

    感谢你的帮助。
    周一、我将在 EMC 会议室检查我的设备。 希望以后能给大家一些好消息

    谢谢

    PAM

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    您好 PAM、

    感谢此次更新、您认为铁氧体磁珠电缆的电缆布线意味着什么?

    看起来存在 E 场噪声和 H 场噪声、因此屏蔽不能完全解决问题。 可能需要滤波器解决方案。 查看 Murata 提供的这份图片良好的应用手册的第一页。 由于此噪声很可能是共模噪声(因为线路/回路 H 场噪声是通过电流探头环路拾取的)并从远场辐射(超过1个波长)、因此我们希望在噪声到达负载(在电缆端接处)之前对其进行滤波。 第1页底部的图像显示了从线路到金属机箱的旁路电容器以及从机箱返回的旁路电容器、用于过滤大散热器的噪声并远离信号。 位置很重要、因为我们需要将这些频率分流到尽可能接近它们被拾取的位置。

    我希望能有好消息。

    谢谢、

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    您好 Jeff 和大家好

    我的坏话、我想说:
    如果我在电缆上使用铁氧体,则电缆的噪声将会降低


    我想、我的电桥会产生噪声;对他的负载以及对电路板上的其他输出产生噪声。 因此、我必须对每个输出滤除该噪声。

    我的目标是减少这种噪声源,以获得“更小” 的输出滤波器。
    H 桥输入中的共模滤波器可能是一个很好的解决方案。

    但无论如何,即使我在电缆中使用10欧姆电流探头时看到大于30dBµV μ V 的噪声,我在 EMC 室中也看不到这种噪声。 …、μ A 我觉得没有问题了!

    谢谢、

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    您好 PAM、

    感谢详细的更新和巧妙的方框图、听起来就像一个好消息、很高兴听到我们能够实现解决方案。

    H 桥输入上的 CM 滤波器听起来是一个很好的解决方案。 您似乎完全了解噪声如何影响您的系统!

    EMC 暗室可以屏蔽所有有害的远场天线噪声、这些噪声可能会影响人们的观看。

    如果您有任何更新/问题、请随时发布、我很乐意帮助您解决此噪音问题。 您可以随意标记为"决心"、让其他人也知道。

    谢谢!