直流有刷电机的EMI滤波方案

一、有刷电机 EMI 根源
1、噪声的产生：
电刷换向产生高频电弧 → 宽频噪声（150kHz～1GHz）

2、噪声的路径：
①传导：电源线 → 干扰电源 / 控制器
②辐射：电机本体、导线 → 空间辐射

3、噪声的具体现象：
①电刷和换向器之间不断打火 → 电火花和拉弧

②电机转动过程的瞬态电压


二、传导干扰（CE）的图像表现
1. 曲线特征

• 150kHz～30MHz 整条线抬高、毛刺多、不平整
• 典型是阶梯状上升，或连续宽频包络
• 没有明显单频尖峰，是一大片噪声
  

2. 超标频点

• 300kHz～1MHz：电刷换向基波
• 5MHz～30MHz：电弧高频谐波 → 最容易超标
  

三、辐射干扰（RE）的图像表现
1. 曲线特征

• 30MHz～1GHz 全段偏高
• 不是单频尖峰，是连续宽频隆起
• 电机一转，噪声立刻上来；停机立刻消失
  

2. 典型超标区间

• 30～100MHz：电机线充当天线辐射
• 200～500MHz：电刷电弧主辐射区
• 500MHz～1GHz：高频谐波，最影响无线
  

四、滤波方案设计

对于电火花和拉弧产生的直接空间辐射，由于电机的金属外壳结构，可以提供很好的屏蔽效能。 目前针对直流有刷电机辐射EMI的解决方案，主要集中在对电源线束的滤波设计方面。常用的滤波器件如下：

器件	主要特点	应用频段	应用电路
集成滤波器	滤波带宽广，插入损耗大	高频30M~3GHz
共模滤波器	高频阻抗特性好	高频30M~1GHz
棒状电感	感量（uH~mH）	Z=2ΠfL 主要应用于低频滤波	主要应用于 低频滤波
磁珠	高频阻抗特性好	高频100MHz
电容	可选容值多，电压范围广	全频段
压敏电阻	吸收瞬态过压	高频

根据电机的应用场景与辐射测试频段，需要组合多种滤波器件进行滤波方案设计，常见的滤波方案有如下：

最后，由于电机的噪声具有频率范围广、随机等特性，没有一个固定的滤波方案能够适配所有的电机，需要根据自身情况进行实际测试验证。