NFZ2HBM
噪音对策技术/事例介绍（民生产品）
服务机器人的噪声对策-3（3/3）
INDEX
10. 关于抗扰度（近距离照射抗扰度）
下面进行无线通信电波近距离照射抗扰度试验。由于此试验没有官方噪声标准，因此我们构建了自己的测量系统。
假定外部电波为LTE和WiFi通信电波，在相应的700MHz-2600MHz频段每隔100MHz以10MHz的步长放射电波，并通过电机转速和电流消耗来确认电机的行为是否发生变化。
■ 测试条件
照射的电波频段:
700MHz-2600MHz（假定外部电波为处于此频段的LTE和无线LAN通信电波）
每隔100MHz以10MHz的步长进行抗扰度测试
照射的电场强度:
10V/m以上，每个频率照射5秒，脉冲调制0.2kHz，Duty50%
接近距离: 5cm
使用宽带套筒天线（型号为NKU07M32G，由NoiseKen制造）。
电机连续运转1个周期（正转1.5秒，反转1.5秒）。
监控主IC内部的计数器以测量电机转速和电机电流消耗。
下图左侧显示电机正常运行时的电机转速和电流波形。查看转速可以发现每隔1.5秒就重复一次正转和反转。另一方面，看电流波形则会发现有特征性变化。切换电机旋转方向的瞬间流过大电流（本例中为605mA），之后稳定为小电流（100mA）。进行抗扰度试验时，进行该反转时的电流最大值增加。由此可知它受到了外部噪声的影响。此外，该变化量的影响程度根据所照射的电波的频率而有差异。
※ 初始状态下的电机转速和电流消耗
11. 抗扰度问题发生的机制及对策
推测此问题按照以下机制发生。
当外部电波作为噪声照射时，噪声与基板导线等通过共模相结合。电机的运行由安装在基板上的主IC控制，电机和主IC之间由反馈电路构成，因此共模结合后的噪声叠加在反馈信号上。混有噪声的反馈信号输入到主IC后，部分共模噪声会在IC内部转换为差模。主IC接收到混入了噪声的错误反馈值后，会输出错误的控制信号。在本例中，流过的电流超过了电机旋转所需要的电流，因此多余的电流被作为无用的能源浪费掉了。
在这种情况下，从输入到主IC的反馈信号中去除共模分量的噪声是有效的。由于三相电机的反馈信号由3线组成，因此使用了3线相结合的共模扼流线圈（CMCC）。
- 照射外部噪声
- 共模（噪声）叠加
- 在主IC内部，部分共模被转换为差模（噪声叠加在反馈信号上）
- 主IC错误识别电机的实际运行状态并流过过剩的电流
- 电机旋转所不需要的电流被作为热量消耗掉（浪费的能量）
12. 抗扰度对策的效果
应用共模扼流线圈后进行相同的测试时发现，流过电机的最大电流的增加量显著减小。
通过这种方法，即使有外部噪声进入，也能防止电机控制受到干扰。此外，由于没有不必要的电流流动，因此可以防止电池容量的浪费。
添加3线CMCC可降低最大电流。抑制主IC的误动作
延长电池寿命并节省能源
13. 总结
由于服务机器人用于家庭环境，因此噪声对策很重要。在发射问题中，人们关注的是由电机驱动器产生的开关噪声放射引起的问题。在抗扰度问题中，外来噪声会进入驱动器的反馈信号线，并将错误的控制信号传输到电机，导致其可能产生误动作。
- 作为发射对策，请在连接器附近安装噪声滤波器，连接器附近是连接到驱动器IC的电缆的安装部分。
- 作为抗扰度措施，在反馈信号线上使用共模扼流圈。由于反馈信号线为3线构成，因此共模扼流线圈也选择3线型。
此次介绍的滤波器（用于发射对策）
噪声滤波器NFZ系列
这是一款可以应对大电流的小型噪声滤波器。可以根据噪声的频率选择常数。
铁氧体磁珠BLT5BPT系列
支持最大为11A的大电流。最高工作温度为150°C，可在任何地方使用。
此次介绍的滤波器（用于抗扰度对策）
共模扼流线圈 3线CMCC
可以根据噪声的频率选择商品。
