Hallo,
ich habe ein EMV Problem mit einer Motorsteuerung bestehend aus STM32
(8MHz Quarz, 24MHz intern) Controller, der per FOC einen Fairchild
FSB50550A (Smart Power Module) ansteuert (PWM 15kHz) und alles wird von
einem AC/DC Schaltregler (ST Viper06LS, 60kHz) versorgt. Im Bereich
6-9MHz werden die Grenzwerte nach 55014 QP überschritten wenn ich mich
mit der Hand annähere oder Metall in direkter Nähe ist. Im Moment kann
ich nur leitungsgeführte Störungen 150kHz-30MHz messen, für gestrahlte
Messung fehlt mir leider die Ausrüstung...
Bei anderen sehr ähnlichen Steuerungen (gleiche beteiligte ICs) werden
Grenzwerte eingeahlten. Allerdings ist die Schaltung dann komplett im
Metallgehäuse und Schutzklasse I. Beim Problemfall jetzt hab ich nur ein
Kunststoffgehäuse (schutzisoliert), das kann auch nicht geändert werden.
Die Y-Kondensatoren des Netzfilters sind nun so gut wie wirkungslos, der
Netzfilter hat Cx1=CX2=100n, Common Mode Choke 10mH, Cy1=Cy2=4n7.
Wenn ich den Viper messe mit STM32, der in einer Endlosschleife nix
macht, also ohne Inverteransteuerung liege ich weit unterm Grenzwert,
also schliesse ich Controller und Schaltregler als Problemquelle mal
aus.
Ich möchte jetzt die Anstiegsgeschwindigkeit der Motorphasen etwas
langsamer machen. Bisher messe ich so um 50ns, d.h. das Frequenzspektrum
nimmt erst ab 1/(PI*tr) = 6,4MHz ab. Das passt ja auch zu meinem
Störbereich (6-9MHz).
Nur wie kann ich das erreichen? Ein Sinusfilter oder ähnliches scheidet
aus Kosten- und Platzgründen aus, ich muss das irgendwie anders
hinbiegen.
wenn die Schattransis durch die langsameren Flanken nicht zu warm werden
vielleicht ein paar sehr kleine Kerkos an die Gates setzen um die
Flanken etwas abzuflachen.
Habe bisher nur Vorwiderstände in den Logikeingängen des Invertermoduls.
Das Problem ist ja, dass danach intern im Invertermodul weitere Stufen
folgen (Blackbox), u.a. für die High-Side-Ansteuerung eine
Bootstrap-Scahltung. Ich hatte jetzt nicht gedacht, dass sich die
flacheren Flanken durch ein RC-Glied an den Logikeingängen bis zu den
Endstufen erhalten. Muss ich mal testen, wenn das so einfach geht, wär
ja super! Manchmal denkt man einfach zu kompliziert...
Sciro schrieb:> Habe bisher nur Vorwiderstände in den Logikeingängen des> Invertermoduls.> Das Problem ist ja, dass danach intern im Invertermodul weitere Stufen> folgen (Blackbox), u.a. für die High-Side-Ansteuerung eine> Bootstrap-Scahltung. Ich hatte jetzt nicht gedacht, dass sich die> flacheren Flanken durch ein RC-Glied an den Logikeingängen bis zu den> Endstufen erhalten. Muss ich mal testen, wenn das so einfach geht, wär> ja super! Manchmal denkt man einfach zu kompliziert...
- Ggf. könnte das Layout optimiert werden?
- Ggf. können Kondensatoren an den Collector-Emitter Pins helfen, das
dv/dt zu schwächen.
Gruß,
Alex
PS: Interessantes Thema
Erstmal danke dass ich hier so schnell Antworten bekomme!
Also Layout hab ich schon komplett umgestellt, dabei wurde u.a. eine
komplette GND-Lage eingeführt und die Lage der Bauteile geändert - ohne
Besserung.
Was ich schon probiert habe:
- diverse Netzfilterauslegungen von Cx=100n ... 1µF, Common Mode Choke
10mH ... 100mH, zusätzlich mit/ohne Längsdrosseln 2,2mH
- zusätzlicher Zwischenkreikondensator 100nF parallel zum Elko
- Längsdrosseln in den Motorleitungen (U, V, W) je 2,2mH
Ich habe aber auch keine Hinweise auf zuviel parasitäre Induktivität
durch ungünstiges Layout, ich sehe keine Überschwinger.
Ich denke ich hab es mit Gleichtaktstörströmen zu tun, denn:
1) haben die Längsdrosseln im Netzfilter und größere Cx (die ja
Gegentaktstörungen filtern) nichts gebracht
2) die Störströme scheinen sich gegen Erde zu schließen, d.h. die
Störungen werden größer bei Annäherung mit der Hand oder Metallteilen
Meine Theorie:
Wird der Motor (mit integriertem Inverter+Ansteuerung) am Metallteil
befestigt (aber elektrisch isoliert natürlich) kommt es zur kapazitiven
Kopplung. Kapazitive Kopplung macht sich nach meiner Erfahrung besonders
bei höheren Spannungen und größerem du/dt störend bemerkbar. Und die
Wicklungen im Motor bekommen eben ihre 325V mit t_rise/t_fall ca. 50ns.
Da die Spannung fix ist und ich die Koppelkapazität nicht ändern kann,
ohne die Konstruktion zu beeinflussen, muss also das du/dt runter.
Hat jemand Erfahrungen mit integrierten Invertern oder Schaltreglern mit
Bootstrapschaltung, die ja ähnlich arbeiten, und weiss wie man die
Schaltflanken beeinflussen kann auch wenn die Gates nicht direkt
herausgeführt sind?
ich denke dann bringt mein Vorschlag nichts, ich dachte du hast da
Zugriff auf das letzte Glied die Leistungstransis und könntest deren
Ansteuerung etwas abmildern.
Ich hab nochmal bei Fairchilds FSB50xxx Familie von integrierten
Invertern (Smart Power Modules) nach Infos gesucht und gefunden.
Natürlich steht bei allen in der Zusammenfassung auf der Website und im
Datenblatt "Optimized for low electromagnetic interference". Aber schaut
man mal genauer hin, gibt es bei den unterschiedlichen Bezeichnern der
Bauteile neben Gehäusevarianten auch Unterschiede in den
Schaltgeschwindigkeiten, z.B. von t_on=600ns bis t_on=2800ns! Da sollte
mal an prominenter Stelle drauf hingewiesen werden, das hat mich jetzt
einen Tag gekostet....
Naja, jedenfalls werde ich mal einen Pin kompatiblen langsameren
probieren.
Manchmal hilft ja schon, wenn man sich etwas austauscht :-)
In diesem Sinn nochmals danke und einen schönen Abend.
