2024年新年伊始，筆者接到了一個看起來很簡單，但其實也很簡單的模擬任務－為馬達控制器MCU設計一個濾波電路並模擬。
一、傳導噪音分析
很顯然，在沒有任何濾波的前提下，模型的CE模擬結果已經超過XX標準的限制線，如下圖所示。
因此，在0.53M-1.8M頻段，濾波電路的插損設計指標為-25dB (從上圖可知， PK值需要降低10dB以上，而AV值需要降低25dB以上，才能滿足標準要求)。
二、濾波電路設計
根據MCU電路及模擬結果分析可知，此傳導雜訊以共模雜訊為主。在這個案例中，筆者使用常見的LC濾波或π型濾波電路拓樸。如下圖所示
根據上述電路及濾波器的空間佈局來建立濾波器的3D結構模型及電路模型，如下圖所示。
三、濾波電路模擬
如果現在就把設計好的濾波電路3D模型與MCU 3D模型聯合起來，做完整的CE模擬，那麼很可能在經歷漫長的等待後，並不能得到理想的CE模擬結果。這種坑，筆者一定是掉過的。以下就跟大家分享筆者從坑裡爬出來以後的經驗總結。
方法一：等效濾波電路模擬
電路模擬能夠比較快速地得到模擬結果，進而能夠快速地進行濾波電路的設計。此案例的等效濾波電路模擬模型如下圖所示。
結論：分別模擬有無濾波兩種電路。模擬結果比較可知，增加濾波器以後，高於2M的頻段，雜訊衰減較大，但在1.5M之前，雜訊沒有降低，反而在0.8M附近產生了較大的諧振。如下圖所示。
方法二：基於場路協同的濾波器模擬
結論：分別模擬有無濾波兩種模型，模擬結果與電路模擬結果大致一致，包括低頻的諧振，如下圖所示。
四、濾波電路最佳化
很明顯，筆者的濾波電路設計並沒有一次成功，該濾波器在低頻段（<2M ）基本上沒有濾波效果，而且產生了諧振。因此筆者對濾波電路參數進行了最佳化及調整，最終獲得了較為理想的模擬結果，如下圖所示。
原文轉載來自: 周明 – CST电动车EMC仿真（四）——电机控制器MCU滤波仿真
系列文章：
CST電動車EMC模擬（一）——馬達的3D建模
CST電動車EMC模擬（二）——馬達控制器MCU的EMC模擬
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