有电机驱动的家电电磁兼容设计规范

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1、有马达驱动的家用电器电磁兼容规范：关于怎样设计才能使计算机设备满足有关的电磁兼容标准的文章已经很多了，但是关于家用电器的文章很少。许多家用电器是有马达驱动的，在这些装置中，马达产生的电磁骚扰是一个严重的问题。这些骚扰问题比时钟频率问题和传输线问题难解决得多，因为与计算机设备中的十分确定的时钟频率相比，这些骚扰没有规律，并且很难预测。当这些问题出现时，人们要确保所采取的措施使噪声远低于允许的极限值，以适应一些不可预测因素的影响。这里的“远低于”指低于极限值10～20dB。这能够保证产品在不同的生产

2、场合都满足要求。另外，应该经常对生产线上的产品进行抽样，以确认产品是满足规范要求的。　　欧洲比美国对家用电器的要求更严。在美国，如果一台数字设备是家用电器所专用的，它可以免受联邦通信委员会（FCC）规范第15部分的限制。但是，FCC第15部分规定，如果获免的家用电器被发现产生有害骚扰，则该设备的使用者要停止使用（15.103节）。这节中还强烈建议获免装置的制造商要努力使装置满足技术标准。　　另一方面，欧洲要求家用电器满足电磁兼容指令（89/336/EEC）。如果家用电器含有微处理器，适用的部分是

3、EN55022，如果装置含有马达，适用的部分是EN55014。如果需要满足EN55022，则还要进行电磁兼容指令中的敏感度部分试验，这是EN50082-1。　　在这组规范中之所以还提到安全规范（EN60334-XX），是因为解决电磁兼容问题所用到的一些措施与安全规范相矛盾。例如，在解决电磁兼容问题时，在交流输入端安装电容器必须慎重。虽然这能够解决电磁兼容问题，但是会导致过大的对地漏电流，超出安全规范的规定。返回目录有马达驱动的家用电器电磁兼容规范　1　家用电器中的问题　　　家用电器中的问题包括：

4、塑料机壳、长导线束、多个马达、安装电磁兼容器件所需要的空间以及两线电源（没有地线）。　　塑料机壳由于其美观价廉，而广泛应用。但是他们常常给产品的电气部分带来接地的问题。　　另一个潜在的问题是一些家用电器的工作部分与控制部分往往相距较远（如吸尘器）。这种设计往往要求滤波器与负载之间有较长的导线。由于成本或设计时欠考虑，这些导线往往没有扎束。结果，这些产品的电磁兼容特性变化很大。如果从生产线上抽取10件样品，结果只有5件满足要求，这将是十分麻烦的事情。　　还有一个问题是产品含有多个马达。这将使噪声问

5、题更加严重，特别是当有电刷式马达时。马达越多，则问题越严重。这时，要么对整个系统进行处理，要么逐个处理各个马达。　　另一个普遍存在的问题是，当产品设计完毕后，没有空间来安装解决问题的器件。在设备进行最后试验时，设备的外壳已经设计好，并且模具已经作好，没有一点地方安装额外的器件。　　最后一个问题是不带地线的双股电源线。许多装置使用双股电源线，这带来滤波的问题。滤波器没有参考地可用。这时，要着重考虑屏蔽和线-线间的滤波。返回目录　2　解决措施　　　前面已经介绍了有关的规范和容易出问题的薄弱环节，下面

6、讨论一下这些问题的解决方法。解决电磁兼容的手段无非是电容、电感（扼流圈）、电源滤波器和接地。　　不幸的是，电磁兼容问题通常是在产品已彻底完成设计并组装完毕时发现。这时考虑电磁兼容是十分困难的。制造商不仅面临着时间上的紧迫，而且项目预算已经用完，责任工程师已经调到其它项目上，不能随时帮助解决有关的问题。如果在产品的开发阶段就考虑这些则容易的多。返回目录　2.1　电容　　　电容通过向噪声源的公共端提供一条阻抗很低的通路来将电压尖峰旁路掉。尖峰电压主要是由马达电刷产生的。电容可以接在马达的每根引线与地

7、之间，也可以接在两根引线之间。如果尖峰噪声是共模的，则跨接在引线之间的电容几乎没有什么效果。但是这种由电刷产生的随机噪声通常是差模的。尽管这样，在电刷与地之间接入电容会有很大效果。电容安装什么位置或怎样连接主要取决于所面临的噪声的种类。电压尖峰是由电刷与换向片触点的断开产生的。　　尖峰的幅度可以通过将电刷材料换成较软的材料或增加电刷对换向片的压力来减小。但是这会缩短电刷的寿命周期和其它一些问题。　　要使电容具有较好的滤波效果，它与噪声源的公共地之间的联线要尽量短。自由空间中的导线的电感约为每英寸

8、1nH。如果电刷产生的噪声频率为50～100MHz，与电容连接的导线的长度为4～6英寸，那么即使不考虑电容的阻抗，仅导线电感的阻抗也已经有：　　　　XL=2πfL=3.77Ω　　总阻抗还需要加上电容（0.1μF）的阻抗，XC=1/2πfC=0.159Ω。　　从这个结果可以看出，单看电容的阻抗，这是一个非常好的旁路型滤波器。但是由于引线电感的影响，已经根本不起滤波器的作用了。如果将导线的长度缩短为1英寸，则电感的阻抗仅为0.628Ω，这时滤波电容的效果提高了20%。　　当用马达外壳做接地端时，壳体