

一前言
我們日常生活中基本上都會用到“會動”的電動用品,比如掃地機,電動牙刷等,而有一些電機需要把電機旋轉運動變成其它震動的形式就會在電機的兩端各接一個偏心輪,這種電機由于其結構簡單、成本低廉且啟動扭矩大的特點,在消費電子領域得到廣泛應用。這些偏心輪會使有刷電機的噪聲放大,導致輻射超標更嚴重。

二實際案例分享

上圖為某款兩端都帶偏心輪的有刷電機測試數據,我們可以看到,在測試的所有頻段基本上都超標了,最高的測試值甚至超過了限值30DB。我們使用正常的濾波手段去濾波,比如加一些磁珠,共模,BDL這些,確實也能通過測試,但是我們都知道,偏心輪是裝在電機的轉子上,而這個轉子離電機的正負極很靠近,如果在外部額外再加一個濾波板去解決噪聲問題那么這個偏心輪在轉動的時候就會打到濾波板從而影響電機正常工作,而電機內部要接這么多器件也不現實,這個時候我們就需要看看有什么其它更好的辦法解決這個輻射超標問題。
這種電機通過碳刷和換向器切換電流方向,使電機持續運轉。當電機碳刷與換向器片斷開接觸的瞬間,電機線圈中的電流會發生急劇變化。這種變化會在線圈兩端感應出高壓尖峰脈沖,擊穿空氣產生電火花。這種電火花的電磁噪聲頻譜極寬,從低頻到高頻都會分布。傳統單一的濾波手段難以全面抑制這種寬頻噪聲。隨著消費電子產品智能化程度提高,單個產品中使用的電機數量越來越多,電磁兼容問題日益突出。環形壓敏電阻通過其獨特的電壓敏感特性,能有效抑制這些干擾。
壓敏電阻是一種電阻值隨外加電壓變化的半導體元件,其名稱源于Variable Resistor的縮寫。環形壓敏電阻采用獨特的環形設計,可方便地安裝在電機轉子上,與換向器片直接連接。當壓敏電阻兩端電壓低于閾值時,它呈現高電阻狀態;而當電壓超過閾值時,其電阻會急劇下降。這種非線性特性使得壓敏電阻能夠有效吸收浪涌電壓。鈦酸鍶(SrTiO3)是制造環形壓敏電阻的關鍵材料。這種材料賦予環形壓敏電阻雙重特性:對于高壓浪涌,它發揮壓敏電阻作用;對于低壓高頻噪聲,則發揮電容器的作用,通過旁通實現濾波效果。這種雙重功能使環形壓敏電阻能夠抑制寬頻帶的電磁干擾。

如上圖所示為電機拆開的內部圖,藍色部分為將環形壓敏對應電機內部的換向器進行焊接,然后裝整個電機裝好進行測試,我們可以發現測試基本能通過了(6號點為手機運營商頻點,可以不參考)。
環形壓敏相對于我們之前在電機外部加濾波器件的優缺點:環形壓敏在對于電機外部面積有限的情況下優勢還是很明顯的,同樣的,因為這個器件需要裝進電機內部,所以需要拆裝電機,對于整改或者批量生產都會有些影響,環形壓敏對電壓的要求比較高,在選型的時候也是比較需要注意的。
三總結
雖然環形壓敏看起來一個器件就能解決多個器件才能解決的問題,但是這個只是個別案例,有些電機內部本身已經加了壓敏環,輻射噪聲還是會超標,這個時候還是不可避免的在外部加類似BDL這些濾波器件,這些取決于電機本身的結構,這里只是提供多一個電機整改的參考意見。
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