如何解决电机控制器传导发射过程中遇到的地环路干扰问题

良好的接地设计不仅能保证电路内部互不干扰，而且可以减少电路的干扰发射，接地技术是解决电磁兼容问题的常用技术，成本低效果明显。然而，不恰当的接地方式也会给电路引入干扰，如地环路干扰。

1、地环路干扰问题的产生

图 1、初扫结果

图 2、增加接地点后扫描结果，6.1M 超标

2、地环路干扰问题的试验和分析

用频谱分析仪和近场探头定位噪声点，确定干扰来自电机控制器的 DCDC 输出线。DCDC 模块是电机控制器内的最大干扰源，干扰很容易通过输出线缆向外传导或者直接通过空间向外辐射，甚至耦合到其他电源线、信号线，此外，DCDC 输出负极通过钣金件直接接机壳，即已经和接地参考平面相连，如果处理不好，就可能导致地电位不稳。

由于电机控制器传导发射低压侧只要求测试 12V/24V 电源线，并不直接测试 DCDC 输出线，故推测 6.1M 干扰是 DCDC 模块通过线束耦合到 12V/24V 电源线。首先在 DCDC 模块的相关信号线上套铁氧体磁环，对 6.1M 频点没有改善；用铜箔将信号线包裹起来并粘接机壳内壁，同样没有效果；在 DCDC 模块的 CAN 通讯线上套铁氧体磁环，没有效果 ......

试验 N 多方法仍然对 6.1M 频点束手无策，回忆 6.1M 频点到底从何而来，猜想会不会是因为增加接地点引起的呢，于是尝试去掉增加的接地点，6.1M 频点马上变好，如图 3 所示。

图 3、去掉接地点后扫描结果

将增加的接地点恢复，6.1M 又超标，可以复原现象，说明 6.1M 处干扰确实是接地问题引起的。观察增加的接地点位置，正好在 DCDC 输出线正负极之间，如图 4 所示，机器初始的接地点如图 5 所示，使用铜带编织网接接地参考平面，两点接地会引起地环路干扰，6.1M 超标很有可能是地环路干扰引起的。

当 DCDC 模块工作时，DC+和 DC- 输出线会携带很强的干扰电流，DC- 直接与机壳相连。测试模型图如图 6 所示，当没有接地点 B 时，干扰电流主要通过 DC 输出线与接地参考平面之间的   杂散电容形成回路；当在 DC+和 DC- 之间增加接地点 B 时，恰好为干扰电流提供了直接的低阻抗通路，就会出现地环路电流，导致更大的共模电流，进而出现传导发射超标的现象。

图 6、测试系统模型图（接地点 C 是测试标准要求的：低压蓄电池负极接地）

3、地环路干扰问题的解决

地环路干扰产生的内在原因是地环路电流的存在，地环路电流是因为两个接地点的电位不同形成电压导致的。常用的解决地环路干扰问题的方法有单点接地，采用隔离变压器或光耦隔离器隔离，安装共模扼流圈增加地环路阻抗等。在本整改测试试验中，只需要将增加的接地点远离 DCDC 输出线，保证两个接地点的电位相近，就可以避免和减弱地环路干扰。如图 7    所示，将增加的接地点布置在机器的另一侧，远离干扰输出端，就可以避免 6.1M 超标同时抑制 32M、41M 和 65M 干扰点，如图 8 所示，结合其他措施，就可以通过传导发射试验。

4、总结

两 点接地和多点接地很容易引起地环路干扰问题，在机器外壳有输出线缆时应尤为注意，防止接地点的电位相差过大，当频率比较低时，应尽量选择单点接地。接地技术是解决电  磁兼容问题最简便成本最低的技术，同时也是最有讲究的技术，所以在设计前期多考虑接地方式、接地位置对后续 EMC 测试与整改会有很大帮助。

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