Ketahui bagaimana Varistor Oksida Logam (MOVs) memberikan pengurangan EMI yang berkesan dan perlindungan sambaran dalam sistem motor DC berboros. Pelajari ciri-ciri pengekang mereka, pilihan kemasan (SMD dan DIP), panduan pemilihan, dan perbandingan dengan diod TVS untuk prestasi EMC yang diperbaiki dalam aplikasi industri.
1. Pengenalan
Motor DC disikat digunakan secara meluas dalam mesin kompak, alatan kuasa, mainan, dan elektronik kenderaan kerana struktur mudahnya, kos rendah, dan kawalan fleksibel. Operasi motor ini adalah berdasarkan pemutaran melalui disikat dan komutator, yang membolehkan putaran berterusan melalui tukar arus berkala dalam pautan lilitan.
Walaupun terdapat cabaran seperti aus disikat dan bunyi elektrik, motor disikat tetap tidak tertanding dalam beberapa aplikasi kerana ciri kawalan laju yang cemerlang dan kebolehpercayaan struktur yang terbukti.
2. Isu Gangguan Elektromagnetik dan Strategi Penjagaan
Semasa operasi, motor disikat menghasilkan lengkung dan lonjakan voltan sementara semasa pemutaran disikat, yang menyebabkan:
Lonjakan tenaga tinggi yang mungkin merosakkan komponen litar peka.
EMI (Electromagnetic Interference) berlebihan yang mungkin menghalang penyelarian dengan piawaian EMC.
Walaupun penapis BDL (penapis laluan rendah yang terdiri daripada pengekalan mod sepunya dan kapasitor) biasanya digunakan untuk menekan bunyi, ia kadang-kadang tidak mencukupi dalam persekitaran yang kompleks. Oleh itu, pengintegrasian Metal Oxide Varistors (MOVs) secara selari dalam litar dianjurkan sebagai penyelesaian perlindungan lonjakan yang boleh dipercayai dan cekap.
3. Prinsip Operasi MOVs
MOVs adalah peranti jenis pengekangan dengan ciri-ciri voltan-arus yang tak linear, terdiri daripada mikrokristal oksida zink yang disinter dan medium insulator rintangan tinggi.
Dalam keadaan voltan normal, MOVs mempamerkan rintangan yang sangat tinggi dan kekal tidak konduktif. Apabila voltan yang diterapkan melampau ambang batas, satu laluan rintangan rendah akan terbentuk di dalam peranti, menyebabkan arus bergerak dengan pantas dan mengekang voltan berlebihan kepada tahap yang selamat, dengan itu melindungi komponen hulu dari kerosakan lonjakan.
4. Perbandingan dengan Diod TVS
TVS (Transient Voltage Suppression) diod menggunakan sambungan PN semikonduktor dan sesuai untuk melindungi data berkecepatan tinggi pada frekuensi tinggi. Sebaliknya, MOVs, yang terdiri daripada komposit keramik polikristalin, menawarkan keupayaan penyerapan tenaga dan penanganan arus yang lebih tinggi, menjadikannya sesuai untuk garisan kuasa AC dan peralatan daya tinggi.
Selain itu, disebabkan kapasitans parasit yang relatif besar, MOVs boleh menggantikan 2 hingga 5 kapasitor penyaring diskret dalam beberapa litar, menyumbang kepada reka bentuk keseluruhan yang lebih optimum.
5. Parameter Utama MOVs
Vrms / Vw: Voltan operasi berterusan maksimum tanpa pengaktifan.
IL: Arus kebocoran di bawah voltan operasi maksimum, biasanya ≤ 20 μA.
V1mA: Voltan jebol yang diukur pada arus 1 mA, hampir mendekati ambang pengaktifan peranti.
Vc: Voltan pengekalan maksimum di bawah gelombang lonjakan piawai 8/20 μs (masa naik 8 μs, tempoh separuh puncak 20 μs).
IPP: Kemampuan arus lonjakan puncak di bawah syarat ujian yang dinyatakan (gelombang 8/20 μs, dua plasa, selang 2 minit).
6. Aplikasi Pakej SMD
Untuk motor DC berburu kecil dan produk elektronik ringkas, MOV jenis SMD disyorkan. Komponen ini menawarkan saiz kecil dan pemasangan yang mudah, sesuai untuk aplikasi dengan keperluan perlindungan lonjakan tempoh pendek dan amplitud rendah.
7. Aplikasi Pakej DIP
Untuk motor kuasa tinggi dan pengecam industri, MOV DIP (laluan) adalah lebih baik. Peranti ini mempunyai faktor bentuk yang lebih besar dan kemampuan arus yang superior, secara efektif menguruskan lonjakan tenaga tinggi dan memastikan kestabilan litar kawalan dalam persekitaran yang keras.
8. Garis Panduan Pemilihan
Pemilihan MOV harus mempertimbangkan voltan operasi motor, tenaga lonjakan yang dibenarkan, dan kekangan ruang:
Peranti daya rendah → SIRI MOV SMD
Sistem daya sederhana hingga tinggi → JENIS DIP MOV
Penggabungan MOV dengan penapis BDL juga disyorkan untuk meningkatkan prestasi penindasan EMI keseluruhan.
9. Keputusan Ujian Perbandingan
Tanpa perlindungan: Kebisingan EMI yang ketara dan impak lonjakan yang teruk diperhatikan.
Dengan penyelesaian MOV + BDL: Voltan lonjakan dipadamkan dengan berkesan, tahap EMI dikurangkan, dan keputusan ujian stabil dan mematuhi peraturan.
Untuk analisis yang tepat, bentuk gelombang osiloskop sebelum dan selepas peristiwa lonjakan, bersama-sama dengan pengukuran spektrum EMI, disyorkan.
10. Kelebihan dan Kekangan MOVs
Kelebihan:
Kos Berkesan
Teknologi matang dan prestasi stabil
Kapasiti Arus Lonjakan Tinggi
Masa Tindak Balas Cepat
Mengurangkan keperluan untuk komponen penapis tambahan
Kekangan:
Saiz yang relatif besar, tidak sesuai untuk reka bentuk yang terpadu tinggi
Kapasitans parasit tinggi, tidak sesuai untuk garis isyarat laju tinggi
Catatan Penggunaan:
Operasikan di dalam julat suhu yang ditentukan
Elakkan membersihkan dengan pelarut kutub kuat
Elakkan tekanan mekanikal atau pembezaian
Tetapkan komponen sebelum membengkokkan pin, dengan mengekalkan ≥ 2mm dari lapisan penyekat
11. Kesimpulan
Dalam persekitaran EMC yang kompleks, memilih komponen pelindung aliran terhad yang sesuai kepada keperluan aplikasi tertentu adalah penting untuk kestabilan jangka panjang sistem kawalan motor.
MOVs menawarkan penyelesaian EMC yang kos cekap untuk sistem motor berboros kerana kemampuan arus yang cemerlang, harganya yang terjangkau, dan proses pengeluaran yang matang. Kami harap analisis ini memberikan wawasan bernilai dan panduan praktis kepada jurutera dalam bidang ini.
EN
