廉價(jià)且易于操作的有刷直流電機(jī)以合適的價(jià)格在汽車、航空航天、醫(yī)療、工業(yè)、家電、消費(fèi)和家庭自動(dòng)化等行業(yè)提供理想的性能平衡。因此，全球每年生產(chǎn)數(shù)十億美元，預(yù)計(jì)未來(lái) 10 年這一數(shù)字還會(huì)增加。

然而，不斷提高的電磁兼容性 （EMC） 要求，以及更加擁擠和“嘈雜”的電子環(huán)境，正威脅著將這些低端解決方案的成本推高到與更昂貴的無(wú)刷替代方案相當(dāng)?shù)乃?，從而打破平衡?/p>

問(wèn)題是電刷在摩擦換向器時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾 （EMI），這是設(shè)計(jì)的固有缺陷。當(dāng)電子設(shè)備接收到強(qiáng)電磁波時(shí)，電路中會(huì)感應(yīng)出不需要的電流并干擾預(yù)期的操作。EMI 甚至?xí)?duì)運(yùn)行設(shè)備造成物理?yè)p壞。

使問(wèn)題更加嚴(yán)重的是工作電路頻率的增加、擴(kuò)大受影響頻率范圍的更高頻率的噪聲，以及縮小源與受害者之間距離的電子設(shè)備的小型化。如果這還不夠的話，許多電子設(shè)備更容易受到噪聲的影響，即使能量更少，因?yàn)楝F(xiàn)在的電路工作在較低的電壓下。

為了抵消產(chǎn)生的噪聲，需要屏蔽和過(guò)濾組件的組合。這不僅推高了成本，而且許多 EMI/RF 濾波解決方案并不能濾除所產(chǎn)生的所有形式的噪聲，而且許多解決方案無(wú)法處理更高的 DC 電流而不會(huì)相應(yīng)地增加成本。

以下是有關(guān)如何使用更高級(jí)的 EMI 濾波解決方案解決這些問(wèn)題的一些提示。

1. 尋找卓越的 EMI 濾波解決方案，而不是轉(zhuǎn)向無(wú)刷直流電機(jī)。

對(duì)于無(wú)刷直流電機(jī)，換向是通過(guò)電子方式完成的。因此，產(chǎn)生的噪聲顯著減少（機(jī)械換向不產(chǎn)生噪聲），但增加了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和成本。

然而，考慮到所涉及的數(shù)量，OEM 廠商更喜歡能夠保持有刷直流電機(jī)相對(duì)較低價(jià)格的解決方案。幸運(yùn)的是，有更先進(jìn)的 EMI 濾波解決方案可以做到這一點(diǎn)。

2. 避免不足以滿足當(dāng)今 EMC 要求的傳統(tǒng)濾波方法。

傳統(tǒng)的共模濾波方法包括由電容器組成的低通濾波器，這些電容器使頻率低于選定截止頻率的信號(hào)通過(guò)，并衰減頻率高于截止頻率的信號(hào)。

OEM 的選項(xiàng)包括兩個(gè)電容差分、三個(gè)電容（一個(gè) X 電容和兩個(gè) Y 電容）、饋通濾波器、共模扼流圈、LC 濾波器或這些濾波器的組合。

然而，為了滿足日益增長(zhǎng)的 EMC 要求，諸如雙電容差分濾波器之類的低成本解決方案是不夠的，因?yàn)椴黄ヅ涞碾娙輹?huì)對(duì)每條線路產(chǎn)生不同的濾波，因此模式轉(zhuǎn)換（即部分共模噪聲被轉(zhuǎn)換為差分模噪聲，反之亦然）。傳統(tǒng)的三電容濾波器就足夠了，只要 EMC 要求僅在相對(duì)較低的頻率下（即 《150 MHz，例如汽車中的 AM/FM 收音機(jī)）。

雖然它們提供了良好的濾波性能，但三電容濾波器在過(guò)濾電信頻段的噪聲時(shí)通常無(wú)效。其他解決方案（如饋通濾波器）在寬頻帶上提供良好的抑制，但當(dāng)電源線必須承載幾安培的電流時(shí)變得昂貴。

此外，饋通濾波器是單端器件，因此可能會(huì)引入模式轉(zhuǎn)換（如雙電容濾波器）。

不管產(chǎn)生的噪聲如何，如果需要高直流電流，您將需要一個(gè)非常大且價(jià)格昂貴的直通濾波器，它不需要有刷直流電機(jī)，是一種低成本的解決方案。

3. 共模扼流圈會(huì)阻擋共模噪聲，但不會(huì)阻擋差分信號(hào)。

對(duì)于有刷直流電機(jī)，低通濾波器的一個(gè)可能替代方案是共模扼流圈。當(dāng)共模信號(hào)（相同的交流電流）通過(guò)共模扼流圈的每個(gè)繞組時(shí)，來(lái)自每個(gè)繞組的磁場(chǎng)加起來(lái)，因此阻抗顯著增加。另一方面，當(dāng)差分信號(hào)（相反的交流電流）通過(guò)每個(gè)繞組時(shí)，來(lái)自每個(gè)繞組的磁場(chǎng)將相互減去，因此阻抗顯著降低。

這就是共模扼流圈阻止共模噪聲但讓差分信號(hào)通過(guò)的原因。

4. 更好的替代方案可能是單片 EMI 濾波器。

與共模扼流圈相比，單片 EMI 濾波器在更小的封裝中提供了顯著更多的 RFI 抑制。單片 EMI 濾波器還可以抑制更寬的頻帶，并且不受所需直流電流量的影響，因?yàn)樗惭b在分流器中（線路和“地”之間）。

EMI 濾波器將兩個(gè)平衡并聯(lián)電容器組合在一個(gè)封裝中，具有互感消除和屏蔽效果。這些來(lái)自 Johanson Dielectrics 的濾波器在連接到四個(gè)外部連接的單個(gè)設(shè)備中利用兩個(gè)獨(dú)立的電氣通路。

與其他 EMI 濾波器一樣，單片 EMI 濾波器會(huì)衰減指定截止頻率以上的所有能量，僅選擇通過(guò)所需的信號(hào)能量，同時(shí)將不需要的噪聲轉(zhuǎn)移到“地”。

然而，關(guān)鍵是非常低的電感和匹配阻抗。對(duì)于單片 EMI 濾波器，終端在內(nèi)部連接到設(shè)備內(nèi)的公共參考（屏蔽）電極，并且板由參考電極隔開(kāi)。

單片 EMI 濾波器的有效頻率范圍為 50 kHz 至 6 GHz，它可以過(guò)濾共模和差模噪聲。該濾波器還對(duì)直流電流量幾乎沒(méi)有限制，因?yàn)樗O(shè)計(jì)為與電機(jī)并聯(lián)工作，沒(méi)有直流電流流過(guò)它。

5、不要忽視濾波對(duì)PWM信號(hào)的影響。

無(wú)論濾波器的類型如何，一個(gè)經(jīng)常被忽視的因素是許多有刷直流電機(jī)由脈寬調(diào)制 （PWM） 信號(hào)控制。

使用 PWM 信號(hào)，電壓在幾千赫到幾十千赫之間以非?？斓乃俾蚀蜷_(kāi)和關(guān)閉。提供的總功率基于開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間的比較。PWM 信號(hào)特別適用于電機(jī)，因?yàn)殡姍C(jī)的時(shí)間常數(shù)與 PWM 信號(hào)的周期相比非常長(zhǎng)。這就是為什么有刷直流電機(jī)的作用就像將 PWM 信號(hào)的平均值施加在電源線上一樣。

事實(shí)上，當(dāng)您第一次在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試電機(jī)時(shí)，EMI 濾波器可能表現(xiàn)良好，但當(dāng)您在電源線上施加 PWM 信號(hào)時(shí)，一切都會(huì)發(fā)生變化。您想要濾除噪聲，但不會(huì)無(wú)意中濾除 PWM 信號(hào)。如果您不選擇正確的過(guò)濾器，電機(jī)甚至可能無(wú)法啟動(dòng)?！　?/p>