1.自我介绍
简单介绍一下自己吧，2016年毕业至今一直在Tier1从事汽车车身控制器硬件开发工作，所以也会涉及到电机驱动的设计，汽车电子对于产品的可靠性要求很高，所以器件选型不追求新，而是追求稳定，也就是可靠性。对于电机驱动中的硬件设计而言，个人觉得最让人头疼的就是EMC问题了，因为这涉及到器件选型，PCB布局，甚至是结构设计不合理有时候也会导致EMC问题的发生，前段时间刚好整改了一个个人觉得比较典型的电机驱动相关的EMC问题，借着这次活动就分享一下详细的整改分析过程。
2.问题描述
给某主机厂设计的车身控制器中集成了门锁电机驱动电路，在进行大电流注入共模CBCI试验的时候，在80MHz时，原本在OFF状态下的门锁电机会异常启动一下，之后停止下来。
共模CBCI要求产品在ON和OFF两种状态下测试，产品要求的功能等级为Ⅰ级，也就是在施加干扰中，产品的功能表现和施加干扰之前的工作状态无任何区别，所以目前产品的表现是不满足要求。控制器采用的驱动电路是预驱+MOS的驱动方案
3.分析过程：
整改EMC问题，一般分为三步走，第一步是锁定干扰源，第二部是锁定干扰路径，第三步是通过“堵”或“疏”来解决干扰。这个问题干扰源很明确，就是来自BCI的干扰信号，所以我们重点要分析的是干扰路径的问题。
a.可能的干扰耦合路径
在80MHz时，门锁电机会异常启动一下有3个可能的干扰耦合路径：
1.MCU主控芯片受到干扰，从而发出错误的使能信号，导致预驱芯片驱动MOS短暂吸合
2.预驱芯片受到干扰，从而发出错误的驱动信号，导致MOS短暂吸合
3.MOS受到干扰，干扰信号通过寄生通道导致MOS GS电压达到开启电压，从而导致MOS短暂吸合
b.排除法锁定实际的干扰耦合路径
锁定干扰路径比较好用的方法就是排除法，所谓排除法，就是把其他可能的干扰路径都切断，只留一条可能的干扰路径，然后进行测试，如果问题不再发生，那么说明这就是干扰路径，但是需要注意的是，有时候可能会存在多条干扰路径，所以我们需要通过排除法去验证所有我们分析出来的可能的干扰耦合路径。
接下来，就是验证了，首先拆除MCU和预驱芯片之间的限流电阻，切断来自MCU的使能信号，重新测试发现问题仍旧发生，其次拆除预驱芯片和MOS之间的串联电阻，重新测试发现问题仍旧发生，这样第三个可能的干扰耦合路径可能就是罪魁祸首了，可能就是MOS受到干扰，干扰信号通过寄生通道导致MOS GS电压达到开启电压，从而短暂吸合。
并且我们选型的这款MOS的开启电压属于低开启电压的型号，开启电压最小值仅为1.2V，一般高开启电压的MOS最低开启电压为2V，因此临时找了几个高开启电压的MOS进行了替换，替换后发现问题没有发生，但是这款低开启电压的MOS价格比较有优势，所以不能通过更换高开启电压的MOS来解决这一问题，还是要想别的方法，但是目前总算是锁定了干扰耦合路径，还是挺开心的。
c.切断干扰耦合路径
通过以上的分析过程，我们基本可以锁定是MOS受到干扰，BCI干扰信号通过寄生通道导致MOS GS电压达到开启电压，从而导致MOS短暂吸合。
基于MOS的等效模型可知，MOS的GS，GD，DS都存在寄生电容，当存在高频干扰信号时，根据电容通高频，阻低频的特性，高频干扰就会通过寄生电容，从而在MOS的GS两端产生干扰电压，当干扰电压高于MOS开启电压时，MOS就会导通。
干扰电压在MOS的GS两端的压降是干扰信号通过GD寄生电容流经MOS栅极等效电阻，预驱-MOS栅极串联电阻以及驱动器输出阻抗的压降，要想降低此压降，就需要减小电阻，可行的方案就是减小预驱-MOS栅极串联电阻，原来的栅极串联电阻是4.7Ω，然后就改成了1Ω，重新测试发现问题不再发生了，到这里总算是解决掉了问题。
但是预驱-MOS栅极串联电阻主要是为了应对MOS开关时，栅极寄生电感以及寄生电容振荡的问题，减小阻值可能会导致栅极电压驱动波形过冲，保险起见用示波器测了一下，发现更改电阻前后栅极电压驱动波形变化不大，所以修改此电阻是可行的。
4.总结：
这个门锁电机驱动的问题前前后后也折腾了两三天，但是结果是好的，最后总算是完美解决了，既没增加成本，同时电路也不需要大改，还是挺欣慰的。需要注意的是我们在解决一个问题的时候，千万要多想想，我们的整改方法会不会引起其它的问题，这也是很多人容易忽略的点。有人说EMC问题是一门玄学，那是因为EMC问题涉及的因素比较多，在应对EMC问题的时候我们一定要有自己的方法，先做什么，后做什么要清清楚楚，只要有了思路，那么解决问题就是时间问题而已了。