噪声对策指南

PLT10HH系列的车载电机静噪效果实例

上期为大家介绍了面向汽车的大电流SMD共模扼流线圈,本期将继续为大家介绍PLT10HH实际使用时的车载电机静噪效果实例。
上期PLT10HH的产品概要介绍,请点击以下链接。
https://article.murata.com/zh-cn/article/common-mode-choke-coils-for-automotive

简介

为了满足汽车不断向节能化、轻量化方向的发展,把各零部件电子化的事例日益增加。因此,不仅是雨刷等传统配备,动力转向、燃油泵等也逐步实现电机化。直流电机普遍使用电刷进行整流,由于电刷和整流子的摩擦,导致急剧的电流变化,从而产生噪音及火花。(图2)这种噪音通过电源线传送到各零部件,将会影响周边设备。该噪音根据电机的回转数不同涉及的频率范围很广,从数百kHz到数百MHz,因此非常需要静噪对策。

 

图2为有刷电机产生噪音的模式和基本的静噪对策要点。基本上,噪音包括两种模式,分别为与电源电流相同路径的差模噪音,以及两根电源线平行传导产生的共模噪音,因此需要针对每种模式分别采取有效的静噪措施。其中较为简单,性价比较高的对策为针对电容器的对策。抑制差模噪音对策中,使用跨接在电源线两线之间的跨线电容器(X型电容器),抑制共模噪音对策中,使用跨接在电源线两线和地之间的旁路电容器(Y型电容器)。仅使用电容器时,如果不能完全有效地消除噪音,可在此基础上增加共模扼流线圈,可有效去除难以解决的共模噪音,还可实现高频领域的静噪效果。

<在电机电刷上产生噪音原因的对策方法>

由于电刷和整流子间摩擦产生的火花和噪音,
所产生的差模噪音和共模噪音的特征是频率带域较广。

噪音对策要点

①针对电机内部(噪音产生源附近)的措施是有效的。
②除了使用X电容器、Y电容器以外,针对差模共模噪音双方的对策是有效的。

图2 在电机电刷上产生噪音原因的对策方法

电机的静噪效果实例

图3介绍的是电动车窗实际使用时的电机静噪效果实例。
从图中可以看出,仅使用跨线电容器、旁路电容器进行静噪处理时,在频率低于10MHz的范围内,静噪效果非常显著,而在超过30MHz的频率范围内,静噪效果较差,无法消除CISPR Part25 Class4。在电容器上增加共模扼流线圈PLT10HH时,可有效除去30MHz以上的噪音,并成功消除CISPR Part25 Class4。电源线噪音,由于低频领域以差模为主,高频领域以共模为主,而共模扼流圈可有效消除共模噪音,从而可有效去除高频领域的噪音。此外,由于电源线传输大电流,通常电感在大电流通电时,由于磁饱和而明显下降,反而降低了噪音抑制效果,而共模扼流线圈由于其内部结构,很难产生磁饱和现象,具有有效抑制噪音的特性。从这个意义上来讲,电源线上使用共模扼流线圈是有效可靠的。

图3 电机噪音的对策事例

把共模扼流线圈和X电容器、Y电容器进行组合,就能消除Class4.

这里使用的共模扼流线圈PLT10HH,额定电流从原来的6A大幅改善为最大10A,能对应启动时产生大电流的各种电机等用途。此外,其高可靠性设计,在汽车等严峻的环境下也能使用。当然,还可用于通常的电子设备中,是各种电机电源线噪声对策的最理想选择。

 

担当:村田制作所 元器件事业本部 销售推进企划部 三屋 康宏

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