‘壹’ 低频磁场骚扰测试100khz超标怎么办
本文针对EMC测试中常见的传导发射测试,结合实际的产品整改案例,归纳思路,总结传导测试不合格的整改方法,试图找出深层、较为共性的原因,为企业在进行产品设计和通过测试时提供参考。
传导测试在电磁兼容测试中很常见,在实际工作中,发现很多厂家对于传导测试超标感到一筹莫展。本文试图从探讨传导测试超标的原因讲起(主要针对电源端口),并列举一些常见的整改传导超标的实用方法,给广大厂家在整改传导时提供一些参考。
传导测试为什么会超标:
传导发射,是一种沿电源、控制线或信号线传输的电磁发射,本文重点讨论毁尺沿电源线传输的电磁发射,对于沿信号线或控制线传输的电磁干扰,可以采用近似的思路进行分析。
传导测试超标的原因有很多,样机内部的结构设计、接地设计,以及一些关键元器件的选择,都会直接影响传导测试结果。结合三要素法,首先要找到样机纤迹高内能够使样机传导测试失效的源头,然后针对不同的干扰源,采取分析源特性—判断干扰传输路线——采取相应措施的方法,是一定能解决问题的。
样机内部所有可能的干扰源,以及干扰是如何传播和传输的。在很多情况下,被测样机使用的是开关电源,而开关电源中的开关电路主要由开关管和高频变压器组成,它产生的尖峰电压为有较大辐度的窄脉冲,频带较宽且谐波丰富。对于样机内部使用的数字电路,其产生的干扰源频率通常较高,如果样机内部结构设计不合理,或者没有采取有效的抑制手段,干扰可以通过近场辐射或者耦合的方式,传输到电源线上,然后再传输到LISN,被接收机捕获。对于样机内部更高频率的干扰,其主要传播方式为自由空间中的平面波,这时需要进行辐射骚扰场强测试才能判断样机的EMC性能。
以下是州歼深圳亿博总结的两个案例:
整改方法:
(1)将X电容(C1)加大到0.47uF(2)将共模电感L2的电感量加大到16mH重测,该开关电源传导测试通过。对于开关电路引起的传导测试超标,一个较为直接的整改思路是加强电源输入端口的滤波。X电容用来消除差模干扰;共模电感主要用来消除共模干扰,同时对减小差模干扰也有一定的帮助。
整改方法:
发现该开关电源使用了不带屏蔽层的变压器,选用带屏蔽层的变压器,将屏蔽层接至变压器的初级地,重测合格。
分析:结合图3的开关电源骚扰传递示意图,可以看出,由于初级线圈和次级线圈间存在耦合电容,开关电源变压器初级的共模曝声可以向次级传递,这是开关电源产品EMI问题的一个主要原因。为截断这种骚扰传递的路径,一种行之有效的方法是:在绕制变压器时,在初级与次级之间加上屏蔽层,并接至初级地。屏藏层的电位为零,骚扰传递到屏藏层时,又被引回到初级。这种做法有点类似于“静电屏藏”
‘贰’ PCB板技术的介绍
高速PCB设计中的串扰分析与控制物理分析与验证对于确保复杂、高速PCB板级和系统级设计的成功起到越来越关键的作用。本文将介绍在信号完整性分析中抑制和改善信号串扰的方法,以及电气规则驱动的高速PCB板布线技术实现信号串扰控制的设计策略
当前,日渐精细的半导体工艺使得晶体管尺寸越来越小,因而器件的信号跳变沿也就越来越快,从而导致高速数字电路系统设计领域信号完整性问题以及电磁兼容性方面的问题日趋严重。信号完整性问题主要包括传输线效应,如反射、时延、振铃、信号的过冲与下冲以及信号之间的串扰等,其中信号串扰最为复杂,涉及因素多、计算复杂而难以控制。所以今天的电子产品设计迫切需要区别于传统设计环境、设计流程和设计方法的全新思路、流程、方法和技术。
EDA技术已经研发出一整套高速PCB和电路板级系统的设计分析工具和方法学,这些技术涵盖高速电路设计分析的方方面面:静态时序分析、信号完整性分析、EMI/EMC设计、地弹反射分析、功率分析以及高速布线器。同时还包括信号完整性验证和Sig'n-Off,设计空间探测、互联规划、电气规则约束的互联综合,以及专家系统等技术方法的提出也为高效率更好地解决信号完整性问题提供了可能。信号完整性分析与设计是最重要的高速PCB板级和系统级分析与设计手段,在硬件电路设计中扮演着越来越重要的作用,这里将讨论信号完整性问题中的信号串扰。
‘叁’ 如何解决电磁干扰(EMI / RFI)/射频干扰
电磁干扰EMI中电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰。传导干扰给不少电子工程师带来困惑,如何解决传导干扰?找对方法,你会发现,传导干扰其实很容易解决,只要增加电源输入电路中 EMC 滤波器的节数,并适当调整每节滤波器的参数,基本上都能满足要求,第七届电路保护与电磁兼容研讨会主办方总结八大对策,以解决对付传导干扰难题。
对策一:尽量减少每个回路的有效面积