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收藏 | 结合个人经验,我总结了这7点EMC相关知识。

1年前浏览834

大家好,我是蜗牛。回顾一下今年几个项目的EMC反反复复还是花了不少时间。结合自己的经历,把相关的经验分享给大家。欢迎指正和补充。



1.时间就是金钱

整套EMC测试环境搭建可能要花几百万,特别是像暗室这种辐射测试环境,一般的企业都是没有这个条件的。所以一般都会去认证机构或者大型企业进行EMC测试。



测试都是按小时计算收费的,每个地方的收费标准不一样。像我们这边一般
都是1000元/小时,老客户的话,可以讲讲价。


计时是按照开始和结束来算的,中间整改时间也包括在内。所以当测试不通过时,一定要及时想出整改对策。建议每次测试最多2-3小时,否则时间长了,思路到后面越来越晕,越来越乱。


如果问题没解决,回去一定要马上记录实验过程,做了哪些整改措施,下一次的整改方案有哪些。因为时间长了有些细节可能真的会忘。




2.工具一定要准备齐全


认证机构不是什么东西都有的,不是把样机直接带去测试就可以了。很多东西需要自己准备。这些东西建议大家最好带上:

镊子,胶带,铜箔,电阻本,电容本,各种X电容、Y电容和共模线圈,还有相关的测试工装。


反正能想到的,都尽量带上,否则可能会因为忘记拿一个小工具付出昂贵的代价。




3.连接线尽量短,且从板子边沿走线。

 

一般来说,频率较低的干扰,是通过传导来传播,频率较高的干扰,则通过空间无线发射传播出去。


排线相当于天线,机箱内其他电路的辐射电磁能量感应到排线上,产生电压和电流,导致排线产生辐射。



干扰信号的频率越高,连接的排线越长,发射干扰效率越高,对外干扰越大。当连接线长度是干扰信号对应波长的1/4或者1/4的奇数倍时,干扰发射效率最高。(λ=v/f


像wifi天线,4G天线一般都在板子的边沿,因为天线会像外发射信号,就是这个道理。所以,连接线一般也都在板子边沿,且尽量短,尽量用扎带固定。


如果排线干扰,选用屏蔽线,效果可能会好一些。或者在线上套磁环,但这样的缺点是不方便生产。



4.时钟信号导致的干扰及解决办法


时钟信号为周期信号,一般频率比较高,而且是方波,上升沿时间比较陡,能量比较强,会产生很大的辐射。通常其倍频点辐射超标会更严重。



在今年的项目中,遇到过一次时钟频率超标,但是解决的周期比较长。
①怀疑过走线敷铜包地的问题,改过一次板;
②怀疑买到假芯片,本身质量问题,换过两次芯片厂家;
③尝试用铜箔屏蔽,效果不理想。


最后,我们在时钟信号上尝试用磁珠+电容电阻+电容匹配的方式。目的是改变信号质量,让波形变缓,匹配后信号会有很大的改善,辐射也会降很多。但是有一个问题,缓到什么程度呢?首先必须得保证设备正常工作,然后还需要经过多次测试和验证。



之前有朋友推荐过展频晶振,它的原理是通过对尖峰时钟进行调制处理,使其从一个窄带时钟变为一个具有边带的频谱,将尖峰能量分散到展频区域的多个频率段,从而达到降低尖峰能量,抑制EMI的效果。


听起来还不错的样子。由于项目的时间节点和晶振的价格,当时没有用这种方案,如果有用过的朋友可以告知一下。


  

5.差模干扰的产生及解决办法


差模干扰存在于L-N线之间,电流从L进入,流过整流二极管正极,再流经负载,再回到N。在这条通路上,有高速开关的大功率器件,有反向恢复时间极短的二极管,这些器件产生的高频干扰,都会从整条回路流过,从而被接收机检测到,导致传导超标。



差模干扰的整改有以下方法:

1.在火线L和零线N之间套磁

2. 增大X电容容值

3. 增大共模电感感量,利用其漏感,抑制差模噪声



6.共模干扰的产生及解决办法


共模干扰存在于电源输入线与大地之间的寄生电容,干扰噪声通过该电容流向大地,在LISN-电源线-寄生电容-地之间形成共模干扰电流,从而被接收机检测到,导致传导超标。




共模干扰的整改有以下方法:

1.在地线上套磁环。

2.加大共模电感的感量。

3.主板尽可能接地,减小对地阻抗,从而减小线缆与大地的寄生电容。



7.BUCK电源引起的传导干扰解决办法


在电路中,我们常用BUCK芯片,将输入的+12V转化为+5V或+3.3V给其他芯片供电。BUCK芯片是一个开关电源,其开关频率会影响传导辐射导致不通过,这是很常见的问题。



除了严格参考芯片手册进行布板,在画PCB时更要注意覆铜和包地,特别要注意保持地回路的良好性。此外,提供给大家三个解决办法:


第一,在输入火线L上串一个10R左右的功率电阻,除了会对传导有良好的改善,还可以抑制浪涌电流。


第二,参考我之前的文章为了防止BUCK电源对传导测试的影响,我加了π型滤波,但电感又开始了啸叫。。。(点击标题可进入查看)


第三,参考我之前的文章干货|分享一个EMC实际案例及整改过程点击标题可进入查看



最后,平时多了解EMC相关知识,熟悉相关标准,在设计电路,画板的时候就要将EMC考虑进去。EMC问题越早考虑、越早解决,费用越小、效果越好。



推荐一个查找标准文档的链接:http://www.upbz.net/index.html



以上就是我的总结,希望对你有帮助。


--END--



     

     
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来源:硬件笔记本
电源电路芯片
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首次发布时间:2023-05-11
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