一前言

有刷直流電機是一種較為常見的直流電機。它的主要特點包括：

1.結構相對簡單，由定子、轉子、電刷和換向器等組成；

2.通過電刷與換向器的接觸來實現電流的換向，從而使電樞繞組中的電流方向周期性改變，保證電機持續運轉；

3.具有調速性能較好等優點，可以通過改變電壓等方式較為方便地調節轉速。

有刷直流電機在許多領域都有應用，比如一些電動工具、玩具、小型機械等。但它也存在一些缺點，比如電刷和換向器之間的摩擦會導致磨損和能量損耗，需要定期維護和更換電刷，同時電刷在工作時可能產生電火花，在一些特殊環境下存在一定局限性。隨著技術的發展，無刷直流電機等新型電機也逐漸得到廣泛應用，但有刷直流電機仍因其自身特點在一些場景中發揮著重要作用。

有刷直流電機在汽車電子上也應用廣泛，如圖示例：

二常見問題和方案

電機上的EMI問題如附骨之疽，主要原因是電機碳刷換向會產生拉弧與瞬間浪涌，這樣會導致兩個結果：

1.瞬間浪涌會破壞線路路徑上的其它敏感器件；

2.EMI的噪聲超標，無法滿足EMI測試要求。

根據以往的經驗，我們會使用BDL濾波器，來抑制碳刷轉動產生的高頻輻射，但針對不同品質的電機以及應用場景，單單使用BDL濾波器可能達不到想要的效果，因此我們引入了壓敏(MOV),下面我們詳細介紹壓敏（MOV）:

三原理

【壓敏(MOV)原理】：

壓敏內部材料是由微粒狀的氧化鋅顆粒和絕緣材料組成具有非線性壓電效應的復合材料。正常情況下，這些導電顆粒之間由于絕緣材料的存在而隔離開來，電阻非常高，無電流流過。

當外界施加電壓時，壓敏的電阻也會相應的發生變化，當未達到最小流過電流、電壓時器件無電流流過，但當電壓增加并超出最小流過電壓時電流就可以完全流過器件。

四同類型產品差異

結構上，TVS為半導體晶圓塑封工藝，主要靠晶圓PN結特性工作，壓敏為內部燒結的復合金屬氧化物填充，利用燒結后微晶粒與高電阻晶界層的非線性電壓特性工作。

壓敏這樣的結構會使得壓敏可以有更高的寄生電容，在實際使用中壓敏約等于普通TVS并聯電容， 壓敏在應用中可以比同等TVS方案減少2-5個濾波電容。

五產品主要參數

【Vrms/Vw】：

可持續加在壓敏電阻器兩端而不會引起壓敏電阻器動作的最高電壓。

【IL】：

給壓敏電阻施加最大不動作電壓（Vrms/Vw）時流過的電流。一般要求靜態漏電流Il≤20μA（也有要求≤10μA的）。

【V1mA】：

在標準測試條件和直流1mA電流下， 施加在壓敏電阻兩端的電壓。近似于拐點電壓。

【Vc】：

將波形為8/20μS的脈沖電流 ，按規定的電流峰值施加在壓敏電阻上,其兩端的電壓峰值稱為限制電壓。

【IPP】：

施加給壓敏電阻波形為8/20μS的脈沖電流，時間間隔2分鐘，同方向施加兩次，使壓敏電壓變化率在±10%以內的最大電流峰值。

六實際案例（SMD封裝）

七實際案例（DIP封裝）

八推薦選用

實際應用時不同電機的大小與功率都有差異，小電機空間有限且浪涌持續時間短可以選用SMD貼片封裝產品。

大電機功率很大，面臨的浪涌也更嚴峻，這個時候就需要用到DIP插件類型壓敏(MOV)，插件類型的壓敏(MOV)尺寸更大有更強的浪涌通流能力，應對大浪涌時有更強的防護能力保證器件的安全性。

九推薦選用

1.無措施測試數據

2.壓敏(MOV)+BDL濾波器測試數據

十壓敏（MOV）器件分析

1.優點：

（1）價格便宜；

（2）發展時間長，工藝成熟；

（3）通流較大；

（4）響應速度較快；

（5）單器件可減少2-5顆濾波電容。

2.缺點：

（1）尺寸較大，不利于集成電路使用；

（2）寄生電容大，不適合高速信號線。

3.注意事項：

（1）壓敏電阻使用環境溫度不能超出規格范圍；

（2）不要用酮類、酯類、苯類、鹵代烴等強極性溶劑清洗產品；

（3）不要對產品施加壓力、沖擊，避免器件表面樹脂破損；

（4）對引線進行彎曲、切斷加工時，需要固定元件端引線，折彎距離引線絕緣部分至少留有2mm空間。

十一總結

針對不同的測試標準和應用場景，要選擇合適的元器件，以此達到事半功倍的效果，特別是針對EMC問題，有專器專用的說法，本文通過對壓敏器件的介紹，給廣大工程師在解決有刷直流電機問題上多提供了一種方案，希望對大家有所幫助。