基于有限元法电机软起动控制模块pcb电磁兼容设计与仿真

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1、第37卷第1期电子器件Vo1．37No．1ChineseJournalofElectronDevicesFeb．20142014年2月DesignandSimulationofEMCforPCBofMotorSoftStarterBasedonFEMZHAOChen，Mingzan，ZONGHuiwen(SchoolofAutomation，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：TheDSPchiponthemotorsoftstartercontrolmodulePCBiSw

2、orkingabovethe~equencyof300MHzandundertheedgerateof2BS．UsingtheFEMtogetthenear．fieldsimulationresultsbeforeandaftertheEMCmanuallayoutofthemotorsoftstatercontrolmodulePCBunderthe~equencyof300MHzand900MHzand1．5GHztosolvetheEMCproblemcoursedbyhighedgerate．Simulationresultsshowthatthemaximvalue

3、oftheElectricandmagneticReal"fieldradiationdecreaseby42％to8l％and41％to84％respectivelyaftertheEMCmanuallayoutisdone．ItindicatesthatthemanuallayoutimprovestheEMCofPCB．Keywords：EMC；motorsoftstarter；FEM；DSPchip；PCBEEACC：5100doi：10．3969／j．issn．10O5-9490．2014．01．006基于有限元法的电机软起动控制模块PCB电磁兼容设计与仿真赵晨，吴

4、明赞，宗慧雯(南京理工大学自动化学院，南京210094)摘要：电机软起动控制模块PCB板载DSP芯片并运行于300MHz以内的高频和2ns以内的信号边沿速率。为解决由于高边沿速率带来的电磁兼容性问题，应用有限元法分别对自动布线和电磁兼容手工布线后的软启动控制模块PCB进行仿真，得到300MHz、900MHz和1．5GHz下PCB的近场辐射值。仿真表明，PCB手工布线后其电场和磁场近场辐射在各频点下的最大值分别有42％一81％和41％一84％的改善。说明通过电磁兼容手工布线提高了PCB的电磁兼容性。关键词：电磁兼容；电机软起动器；有限元；DSP芯片；PCB中图分类号：TM301

5、．2文献标识码：A文章编号：1005—9490(2014)01—0022—04新型电力电子软起动装置采用控制芯片对晶闸储芯片、时钟电路、电源电路、通信电路和光电隔离管等功率电力电子器件进行控制，起动效果较好，但电路等构成。软起动控制模块接收各检测模块的检是与传统软起动方式相比其组成元件更容易产生或测值，经过计算后控制输出控制功率开关的PWM遭受到电磁骚扰。电磁骚扰既有频率范围，又有幅波，达到软起动的目的。文章中电机软起动控制模度，经传导和辐射会污染电磁环境，对周边电子器件块PCB自动布线结果如图2所示。造成干扰¨。电机软起动控制模块PCB作为整个软起动器的控制核心，直接影响着

6、软起动器的控制效果，需要加以电磁兼容优化以提高电磁兼容性能。1电机软起动控制模块PCB及其自动布线图所提及的电机软起动控制模块的结构如图1所示，电机软起动控制模块是电机软起动的核心控制单元，担任着对电机软起动器其他部分的控制、检测和通信功能。其PCB主电路由DSP芯片、Flash存图1电机软起动控制模块PCB结构图收稿日期：2013—04—16修改日期：2013—05—17