直流有刷电机消除干扰用什么材质的贴片电容？

dog · 发表于 2023-1-23 01:11:04

NPO还是X7R，体积有限的情况下，还有什么好的选择？

ibmx311 · 发表于 2023-1-23 08:33:10

消除干扰的最佳方案是不用电机

qd118118 · 发表于 2023-1-23 08:49:07

看到瓷片较多

1a2b3c · 发表于 2023-1-23 10:13:56

要是几个电容就能消除，生产电机的直接送电容好了

huangmeilifan · 发表于 2023-1-23 11:05:10

前面有两位……
一般功率不大的直流有刷电机用瓷片电容配合电感，组成LC，还不错

dog · 发表于 2023-1-23 22:44:57

huangmeilifan 发表于 2023-1-23 11:05
前面有两位……
一般功率不大的直流有刷电机用瓷片电容配合电感，组成LC，还不错 ...
(引用自5楼)

是的，想选0603的贴片电容，不知道什么村质的效果更好

cne53102 · 发表于 2023-1-24 22:48:41

材质不是很重要，因为容量不需要精确。
但它不要损坏后变成短路状态是非常重要的，所以即使是130四驱车电机，也不要使用0603的电容，停在0805。耐压余量要大大的。
可以使用比X7R或NP0(NP-zero)更便宜的X5R，或者更便宜的什么。
如果空间足够，薄膜电容更适合。

其实这样做不太对，如果成本上NP0是可以考虑的，那么应该寻求更合理的做法。
正确路线是微型电机要求在转子换相器上安装环形压敏电阻，大功率一些的电机在电机尾端安装薄膜电容和电感，低成本玩具在电机尾部焊接瓷片电容。
不放在PCB上，因为如果放在PCB上，电机与PCB上的这个电容之间的引线会发出干扰，不能有效解决问题。

dog · 发表于 2023-1-25 18:21:37

cne53102 发表于 2023-1-24 22:48
材质不是很重要，因为容量不需要精确。
但它不要损坏后变成短路状态是非常重要的，所以即使是130四驱车电机 ...
(引用自7楼)

谢谢指导

hugohehuan · 发表于 2023-1-25 23:45:20

7楼说法部分同意，部分不同意
选什么电容材质要和你的电机具体设计、线缆、驱动等等综合考虑的
比如电容所处温度范围高于85℃，X5R首先枪毙，毕竟有的电机发热很大的
又比如电机设计的原因，只在100MHz以上高频有干扰，多半就使用C0G了。
电容选0603或者是0805，那根本不重要，重要的是电容本身的频率响应、温漂特性、所处位置的机械应力、耐压需求以及成本需求。

lb0857 · 发表于 2023-1-26 08:36:46

看产品噢，大多小功率电机处理方案是在电机尾端电源供电端子上面直接焊接瓷片电容，效果极佳。
贴片材质这里不是重点哦。

dog · 发表于 2023-1-26 12:36:01

hugohehuan 发表于 2023-1-25 23:45
7楼说法部分同意，部分不同意
选什么电容材质要和你的电机具体设计、线缆、驱动等等综合考虑的
比如电容所 ...
(引用自9楼)

谢谢指点！

因为体积有限，我也暂时选择了0603，
小容量的电容103，0603或0805，都能达到50V以上的耐压值，
我也认为不同的材料，内部击穿的风险不同，
如果高频高压的尖峰有效地被电容与TVS吸收，外部0603的距离，应该也不会空气击穿吧。

dog · 发表于 2023-1-26 12:39:34

lb0857 发表于 2023-1-26 08:36
看产品噢，大多小功率电机处理方案是在电机尾端电源供电端子上面直接焊接瓷片电容，效果极佳。
贴片材质这 ...
(引用自10楼)

也想在电机的端子上增加一个插件103，之前的工程师就订购了电机，出厂就定制了线材（非双绞线），没有连接器。
我想重新订电机，没有线，尾部加103是容，并且用约50cm的双绞线。

hugohehuan · 发表于 2023-1-26 13:17:51

dog 发表于 2023-1-26 12:36
谢谢指点！

因为体积有限，我也暂时选择了0603，
(引用自11楼)

0603要击穿，那电压就得很大了，早就超过耐压值了
你要是能确定电压是绝对不会超过电容耐压值的话、工作温度也没问题的话，那么电容损坏的唯一原因就是机械应力了。
单纯考虑外部施加的机械应力的话，封装越小反而越好。
如果考虑PCBA自己热胀冷缩产生应力的话，那就不好说了

dog · 发表于 2023-1-26 17:39:16

hugohehuan 发表于 2023-1-26 13:17
0603要击穿，那电压就得很大了，早就超过耐压值了
你要是能确定电压是绝对不会超过电容耐压值的话、工作 ...
(引用自13楼)

同意。

cne53102 · 发表于 2023-1-26 17:40:28

103很可能不够用。有50cm这么长的线，只装一个电容也很可能解决不了问题。
楼主有必要补全电机型号，电压电流，转速和负载类型，以免帖子陷入没有意义的争论或充满容易误导后人的内容。

dog · 发表于 2023-1-26 17:57:20

cne53102 发表于 2023-1-26 17:40
103很可能不够用。有50cm这么长的线，只装一个电容也很可能解决不了问题。
楼主有必要补全电机型号，电压电 ...
(引用自15楼)

24V电压，工作电流约1A，PWM频率定在10K吧
还有22uF贴片，和680uF电解，120R磁珠+104贴片pai形滤波，103陶瓷插件，50cm双绞线，这些措施。

cne53102 · 发表于 2023-1-26 21:28:38

dog 发表于 2023-1-26 17:57
24V电压，工作电流约1A，PWM频率定在10K吧
还有22uF贴片，和680uF电解，120R磁珠+104贴片pai形滤波，103 ...
(引用自16楼)

PWM频率提高到一般DCDC范围，改高边，改成开环DCDC，转直流输出。
然后电机尾部装个小板子，线在靠近电机的位置套个磁环。
电感电容按实际效果微调。

dog · 发表于 2023-1-26 23:25:02

本帖最后由 dog 于 2023-1-27 00:48 编辑

cne53102 发表于 2023-1-26 21:28
PWM频率提高到一般DCDC范围，改高边，改成开环DCDC，转直流输出。
然后电机尾部装个小板子，线在靠近电机 ...
(引用自17楼)

感谢耐心帮助，学习了。
还需要一只电阻吗？用于释放反向发电吗？
电机外壳接地，还不好弄啊，共模电感，应该成本，体积也比较高。
知道这个东西不好处理。

但如果集成到主板上，空间有限，高频成份肯定会耦到所有地方。
之前的工程师做的板子，MCU都复位，整个系统上有40只这种电机

我也想过单独做一个PCB，并把H桥芯片集成上去，用单路PWM控制做成485控制，

cne53102 · 发表于 2023-1-26 23:45:39

dog 发表于 2023-1-26 23:25
感谢耐心帮助，学习了。
电机外壳接地，还不好弄啊，共模电感，应该成本，体积也比较高。 ...
(引用自18楼)

电机外壳不必接地（但可以接地），只是那俩电容接外壳上。
如果只有1A，线不粗，磁环也不需要很大

cne53102 · 发表于 2023-1-27 00:00:49

dog · 发表于 2023-1-27 00:49:33

感谢耐心帮助，学习了。
还需要一只电阻吗？用于释放反向发电吗？
电机外壳接地，还不好弄啊，共模电感，应该成本，体积也比较高。
知道这个东西不好处理。

但如果集成到主板上，空间有限，高频成份肯定会耦到所有地方。
之前的工程师做的板子，MCU都复位，整个系统上有40只这种电机

我也想过单独做一个PCB，并把H桥芯片集成上去，用单路PWM控制做成485控制，

dog · 发表于 2023-1-27 00:52:45

cne53102 发表于 2023-1-27 00:00

(引用自20楼)

这种磁环也有可以打开的，是否可以做收纳线材？

dog · 发表于 2023-1-27 00:54:02

cne53102 发表于 2023-1-27 00:00

(引用自20楼)

谢谢共享资料与经验
如果我在这个板上集成H桥，是否更好？

cne53102 · 发表于 2023-1-27 00:59:07

dog 发表于 2023-1-27 00:49
感谢耐心帮助，学习了。
还需要一只电阻吗？用于释放反向发电吗？
电机外壳接地，还不好弄啊，共模电感，应 ...
(引用自21楼)

那个是压敏电阻，也同时利用它的电容。
是2个独立的电感和1个线上的磁环，不是共模电感

cne53102 · 发表于 2023-1-27 01:00:10

dog 发表于 2023-1-27 00:52
这种磁环也有可以打开的，是否可以做收纳线材？
(引用自22楼)

什么叫收纳线材？
不建议用可以打开的

dog · 发表于 2023-1-27 01:02:14

cne53102 发表于 2023-1-27 01:00
什么叫收纳线材？
不建议用可以打开的
(引用自25楼)

打开的磁耦合差一点吧，线长了，多绕上几圈。

cne53102 · 发表于 2023-1-27 01:05:45

本帖最后由 cne53102 于 2023-1-27 01:09 编辑

dog 发表于 2023-1-27 00:54
谢谢共享资料与经验
如果我在这个板上集成H桥，是否更好？
(引用自23楼)

那样会导致动力电源线与信号线走在一起，那就不是“MCU都复位”那么简单的翻车了。

倒不是动力电源线与信号线绝对不能走在一起，但如果那是适合你的方案的话，你肯定不会发这个帖子。

其实就算没有这部分电路，MCU也可以不复位的，这说明板子那边电路也有问题。

另外，如果要做成H桥的形式，也建议做成2路同步整流DCDC电源输出的形式，而不是直接PWM。

cne53102 · 发表于 2023-1-27 01:06:31

本帖最后由 cne53102 于 2023-1-27 03:32 编辑

dog 发表于 2023-1-27 01:02
打开的磁耦合差一点吧，线长了，多绕上几圈。
(引用自26楼)

没有必要的空间浪费，1圈足以，可以打开的体积都比较大

编辑：噢，我明白你的意思了。最好不要那样，保持这个地方一致，多余的线是多余的线，放在别的位置比较好。

dog · 发表于 2023-1-27 11:43:59

cne53102 发表于 2023-1-27 00:59
那个是压敏电阻，也同时利用它的电容。
是2个独立的电感和1个线上的磁环，不是共模电感 ...
(引用自24楼)

压敏电阻相对比双向TVS，更适合电机场合吗？

cne53102 · 发表于 2023-1-27 13:07:51

dog 发表于 2023-1-27 11:43
压敏电阻相对比双向TVS，更适合电机场合吗？
(引用自29楼)

是的，无论是花生大的微型电机内置的，还是汽车上手电筒大的电机上安装的，都是压敏电阻。

可以在网上搜压敏电阻和TVS的区别。压敏电阻的劣势在电机上不重要，TVS的优势在电机上意义不大。

但也许，问题比适不适合更严重。

TVS用在电机上有可能不是个正确选择，我目前只在1个玩具品牌电路板和1个国产开发板上看到过把TVS用在电机上，一般家电，电脑周边和汽车配件里都没见到这样做的。

dog · 发表于 2023-1-27 16:29:53

以下是硕凯电子工程师整理的TVS管和压敏电阻的特点与优势：

一、TVS管TVS(TransientVoltageSuppresser瞬态电压抑制器)是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压钳制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。正因为如此，TVS可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压TVS管是瞬态电压抑制器（TransientVoltageSuppressor）的简称。它的特点是：响应速度特别快（为ps级）；耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差，其10/1000μs波脉冲功率从400W～30KW，脉冲峰值电流从0.52A～544A；击穿电压有从6.8V～550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用。TVS管有单向与双向之分（单向的型号后面的字母为“A”，双向的为“CA”），单向TVS管的特性与稳压二极管TVS管使用时，一般并联在被保护电路上。为了限制流过TVS管的电流不超过管子允许通过的峰值电流IPP，应在线路上串联限流元件，如电阻、自恢复保险丝、电感等。相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。

二、压敏电阻压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻主要可用于直流电源、交流电源、低频信号线路、带馈电的天馈线路。压敏电阻的失效模式主要是短路，当通过的过电流太大时，也可能造成阀片被炸裂而开路。压敏电阻使用寿命较短，多次冲击后性能会下降。因此由压敏电阻构成的防雷器长时间使用后存在维护及更换的问题

dog · 发表于 2023-1-27 16:31:29

本帖最后由 dog 于 2023-1-27 17:29 编辑

cne53102 发表于 2023-1-27 13:07
是的，无论是花生大的微型电机内置的，还是汽车上手电筒大的电机上安装的，都是压敏电阻。

可以在网上搜 ...
(引用自30楼)

能具体说明TVS为什么不适合消除电机干扰吗？是易击穿损坏吗？

cne53102 · 发表于 2023-1-27 19:47:58

dog 发表于 2023-1-27 16:31
没具体说明TVS为什么不适合消除电机干扰吗？是易击穿损坏吗？
(引用自32楼)

跟干扰没太大关系。

压敏电阻虽然可以说是半导体陶瓷，但它跟一般半导体元件不一样，就像刹车片一样，只是一坨材料，虽有寿命，会有损耗，但它不在乎。
TVS是与二极管三极管一样的半导体元件，它的结构必须完整才能正常工作，虽然寿命是半永久的，但受损几乎必上天。
这也导致二者的承受能力不一致。
压敏电阻和TVS都有开路和短路两种失效模式，二者开路失效均为直接炸飞，但短路失效不一样，压敏电阻是逐渐劣化失效的，TVS是直接短路的。
（前面图里的保险不可省略，电机绕组和引线短路概率更高）

TVS速度快，电机不需要。
压敏电阻有寿命，但有刷电机寿命50-3000小时，无所谓。
TVS电容比压敏电阻小，但用在电机上电容大点是好事。

TVS用于防护电路板上电子元件，压敏电阻用在电源。

dog · 发表于 2023-1-27 20:30:00

cne53102 发表于 2023-1-27 19:47
跟干扰没太大关系。

压敏电阻虽然可以说是半导体陶瓷，但它跟一般半导体元件不一样，就像刹车片一样，只 ...
(引用自33楼)

受教了，谢谢耐心解答

opiviqo · 发表于 2023-10-18 10:16:28

cne53102 发表于 2023-1-27 19:47
跟干扰没太大关系。

压敏电阻虽然可以说是半导体陶瓷，但它跟一般半导体元件不一样，就像刹车片一样，只 ...
(引用自33楼)

hi，您好，我能否请教一个问题：
我现在有一块板子，FPGA跟USB芯片通信，如果用电脑USB供电的话，客户的某一款电机在旁边不停的启停，工作都正常；但是如果用一个明纬的开关电源供电(也试过仅仅供地)，两者通信就会出现某一时刻异常(通讯失败，会卡停一下)。
想请教一下这种情况怎么防护呢？因为开关电源是必需的，整个系统USB供电不足，开关电源输出(比如5V和GND)加个共模电感？

cne53102 · 发表于 2023-10-18 14:41:22

opiviqo 发表于 2023-10-18 10:16
hi，您好，我能否请教一个问题：
我现在有一块板子，FPGA跟USB芯片通信，如果用电脑USB供电的话，客户的 ...
(引用自35楼)

电脑的电源和开关电源的接地应该是有问题的，至少其中之一有问题，这对USB来说是个风险。
我不知道你说的这个电机是什么电机，但这个电机的外壳和驱动器肯定是需要接地的，要确认一下。

电源加滤波器可能有一定的效果，但不解决根本问题。明纬的开关电源几乎一定自带滤波器，它自带的不能解决，那额外再加也不一定能解决。
但是线缆装一些磁环是有必要也有意义的。
如果电机与这个FPGA板子是一个系统里的，建议将电机的线路与FPGA、USB芯片部分隔离。或者仅对USB芯片部分隔离。

另外不推荐使用USB作为长时间连接的控制接口，尤其是有电机的场合，
我的经验是USB连续8小时不出任何问题的概率太低，这是USB自身的问题我们解决不了，用于控制机械设备迟早要出事，用网线要好得多。

opiviqo · 发表于 2023-10-18 15:15:05

cne53102 发表于 2023-10-18 14:41
电脑的电源和开关电源的接地应该是有问题的，至少其中之一有问题，这对USB来说是个风险。
我不知道你说的 ...
(引用自36楼)

感谢您的回复，刚才确认了一下，开关电源输入只有AC的零线和火线，地线的接口他是没有引出来的，我自己的板子是有把地和大地接在一起的，试过接大地和没接大地，情况也是一样的。
电机是客户买的一个交流电机(型号是：YKFG-20-4-5)，我看了下接线如图所示，白色的接了个1.5uF的电容到黑线，红线和黑线接AC的火线和零线。地线也是悬空的，还是整套地都接在一起呢？

cne53102 · 发表于 2023-10-18 15:45:44

opiviqo 发表于 2023-10-18 15:15
感谢您的回复，刚才确认了一下，开关电源输入只有AC的零线和火线，地线的接口他是没有引出来的，我自己的 ...
(引用自37楼)

是不是在用继电器控制这个电机？

opiviqo · 发表于 2023-10-18 15:55:14

cne53102 发表于 2023-10-18 15:45
是不是在用继电器控制这个电机？
(引用自38楼)

没有，直接用220V的插线板控制的，我自己的板子跟这个电机是隔离开来的，但是用开关电源给板子供电的时候，就会出现某一下通讯异常(板子接大地和不接大地都一样)；用USB供电就正常。

cne53102 · 发表于 2023-10-18 16:01:41

本帖最后由 cne53102 于 2023-10-18 16:02 编辑

opiviqo 发表于 2023-10-18 15:55
没有，直接用220V的插线板控制的，我自己的板子跟这个电机是隔离开来的，但是用开关电源给板子供电的时候 ...
(引用自39楼)

是开启和关闭电机的瞬间出现异常的吗？你说的明纬电源只有零火没有地连接，这是什么样的电源？是电源适配器不是铝壳的那种？

opiviqo · 发表于 2023-10-18 16:14:05

cne53102 发表于 2023-10-18 16:01
是开启和关闭电机的瞬间出现异常的吗？你说的明纬电源只有零火没有地连接，这是什么样的电源？是电源适配 ...
(引用自40楼)

是的，只在启动和关闭的瞬间才会出现。
开关电源用的这种(型号是：PPT-125)，左边三端接口是交流输入，三个端子分别是AC L，AC N，中间那个是NO PIN

cne53102 · 发表于 2023-10-18 16:33:19

opiviqo 发表于 2023-10-18 16:14
是的，只在启动和关闭的瞬间才会出现。
开关电源用的这种(型号是：PPT-125)，左边三端接口是交流输入，三 ...
(引用自41楼)

既然这个电源是这样的，那咱就不在地上折腾了。尝试2点：
1.PCB电源入口加共模电感。PCB的地可以接地时接地，不方便就不接，将Y电容的电流问题交给USB插头的结构设计来解决，USB线路适当增加EMC和保护元件。
2.用带过零检测功能的光耦比如MOC3063驱动可控硅来控制那个电机，或者调试时临时找个好点的固态继电器也可以，在交流电为0的时刻开启和关闭电机，能让它消停一些。电机虽然不大，但它带的电容可能引起问题。

opiviqo · 发表于 2023-10-18 16:47:11

cne53102 发表于 2023-10-18 16:33
既然这个电源是这样的，那咱就不在地上折腾了。尝试2点：
1.PCB电源入口加共模电感。PCB的地可以接地时接 ...
(引用自42楼)

关于第二点，电机不受我这边控制，我不知道客户啥时候要开，啥时候要关。我只能在我自己板子上做处理
另外有个问题想请教一下，如果多层板这些信号线都走内电层，会不会有所改善呢？

cne53102 · 发表于 2023-10-18 18:05:24

opiviqo 发表于 2023-10-18 16:47
关于第二点，电机不受我这边控制，我不知道客户啥时候要开，啥时候要关。我只能在我自己板子上做处理
另 ...
(引用自43楼)

那就先尝试第一点吧，板子电源入口加个共模电感试试。如果不行，隔离USB芯片部分电路。
用带屏蔽和磁环的USB线

wxws · 发表于 2023-10-19 04:03:28

我用pwm控制24v电动推杆，到达了内置限位会自动断电，居然会影响显示器会黑屏，同一个电源或不同电源都这样，也不是百分百

XIE2099 · 发表于 2023-10-19 10:29:12

wxws 发表于 2023-10-19 04:03
我用pwm控制24v电动推杆，到达了内置限位会自动断电，居然会影响显示器会黑屏，同一个电源或不同电源都这样 ...
(引用自45楼)

电动推杆上面是两个限位开关上面并联方向相反的二极管，下面链接有详细解释
https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5626506
https://www.amobbs.com/forum.php ... =%E9%99%90%E4%BD%8D

直流有刷电机消除干扰用什么材质的贴片电容？

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