有刷直流電機價(jià)格低廉且易于操作，以合適的價(jià)格在汽車(chē)、航空航天、醫療、工業(yè)、家電、消費和家庭自動(dòng)化等行業(yè)提供理想的性能平衡。因此，每年生產(chǎn)數十億件產(chǎn)品，預計這一數字在未來(lái) 10 年還會(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，將這些低端解決方案的成本推高至與更昂貴的無(wú)刷替代方案相當的水平，從而有可能破壞平衡。

問(wèn)題是電刷摩擦換向器時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾 (EMI)，這是該設計的固有缺陷。當電子設備接收強電磁波時(shí)，電路中可能會(huì )產(chǎn)生不需要的電流并干擾預期的操作。 EMI 甚至會(huì )對運行設備造成物理?yè)p壞。

工作電路頻率的增加、高頻噪聲擴大了受影響的頻率范圍，以及電子設備的小型化縮短了源與受害者之間的距離，使問(wèn)題變得更加嚴重。如果這還不夠的話(huà)，由于當今的電路在較低電壓下運行，許多電子設備即使使用較少的能量也更容易受到噪聲的影響。

為了抵消產(chǎn)生的噪聲，需要結合屏蔽和濾波組件。這不僅增加了成本，而且許多 EMI/RF 濾波解決方案無(wú)法濾除所產(chǎn)生的所有形式的噪聲，并且許多解決方案無(wú)法在不相應增加成本的情況下處理更高的直流電流。

以下是有關(guān)如何使用更先進(jìn)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，而不是轉向無(wú)刷直流電機。

對于無(wú)刷直流電機，換向是通過(guò)電子方式完成的。因此，噪聲的產(chǎn)生明顯減少（沒(méi)有機械換向產(chǎn)生的噪聲），但實(shí)現的復雜性和成本卻增加了。

然而，如果有選擇的話(huà)，原始設備制造商更喜歡能夠保持有刷直流電機相對較低的價(jià)格（考慮到所涉及的數量）的解決方案。幸運的是，有更先進(jìn)的 EMI 濾波解決方案可以實(shí)現這一點(diǎn)。

2. 避免使用不足以滿(mǎn)足當今 EMC 要求的傳統濾波方法。

傳統的共模濾波方法包括由電容器組成的低通濾波器，其通過(guò)頻率低于所選截止頻率的信號并衰減頻率高于截止頻率的信號。

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

然而，為了滿(mǎn)足日益增長(cháng)的 EMC 要求，諸如兩個(gè)電容器差分濾波器之類(lèi)的低成本解決方案是不夠的，因為不匹配的電容器會(huì )對每條線(xiàn)路產(chǎn)生不同的濾波，因此需要進(jìn)行模式轉換（即，部分共模噪聲轉換為差分噪聲）。 -模噪聲，反之亦然）。只要 EMC 要求僅在相對較低的頻率（即 <150 MHz，例如汽車(chē)中的 AM/FM 收音機）下，傳統的三電容器濾波器就足夠了。

盡管三電容濾波器提供了良好的濾波性能，但在濾波電信頻段??的噪聲時(shí)通常效果不佳。其他解決方案（例如饋通濾波器）可在較寬的頻帶內提供良好的抑制效果，但當電源線(xiàn)必須承載幾安培的電流時(shí)，就會(huì )變得昂貴。

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

無(wú)論產(chǎn)生的噪音如何，如果需要高直流電流，您將需要一個(gè)非常大、昂貴的直通濾波器，這消除了有刷直流電機作為低成本解決方案。

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

對于有刷直流電機，低通濾波器的可能替代方案是共模扼流圈。當共模信號（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)疊加，因此阻抗顯著(zhù)增加。另一方面，當差分信號（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)將彼此相減，因此阻抗顯著(zhù)減小。

這就是共模扼流圈阻止共模噪聲但允許差分信號通過(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更強的 RFI 抑制能力。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，因為它安裝在分流器中（線(xiàn)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，具有互感抵消和屏蔽作用。 Johanson Dielectrics 的這些濾波器利用單個(gè)設備內的兩個(gè)獨立的電氣路徑，連接到四個(gè)外部連接。

與其他 EMI 濾波器一樣，單片 EMI 濾波器會(huì )衰減高于指定截止頻率的所有能量，僅選擇通過(guò)所需的信號能量，同時(shí)將不需要的噪聲轉移到“地”。

然而，關(guān)鍵是非常低的電感和匹配的阻抗。對于單片 EMI 濾波器，端子在內部連接到設備內的公共參考（屏蔽）電極，并且極板由參考電極分隔開(kāi)。

單片 EMI 濾波器在 50 kHz 至 6 GHz 頻率范圍內有效，并且可過(guò)濾共模和差模噪聲。該濾波器對直流電流量幾乎沒(méi)有限制，因為它被設計為與電機并聯(lián)工作，并且沒(méi)有直流電流流過(guò)它。

5. 不要忽視濾波對PWM信號的影響。

無(wú)論濾波器的類(lèi)型如何，一個(gè)經(jīng)常被忽視的因素是許多有刷直流電機都是由脈寬調制 (PWM) 信號控制的。

通過(guò) PWM 信號，電壓可以在幾千赫茲到幾十千赫茲之間以非�？斓乃俣却蜷_(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 信號特別適合電機，因為電機的時(shí)間常數與 PWM 信號的周期相比非常長(cháng)。這就是為什么有刷直流電機的工作方式就像將 PWM 信號的平均值施加在電源線(xiàn)上一樣。

事實(shí)上，當您次在實(shí)驗室測試電機時(shí)，EMI 濾波器可能表現良好，但當您在電源線(xiàn)上應用 PWM 信號時(shí)，一切都會(huì )發(fā)生變化。您想要濾除噪聲，但又不想無(wú)意中濾除 PWM 信號。如果您沒(méi)有選擇正確的過(guò)濾器，電機甚至可能無(wú)法啟動(dòng)。