「知识小科普」:EMC诊断常用知识与技巧(二)

  • 日期:07-11
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通过前一篇文章,我相信每个人都对EMC整改的常识有很好的理解,本文重点介绍EMI部分的诊断技巧和案例分析。

1.传导噪声类型定位

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不同的噪音类型,不同的加工方法

对于传导干扰,业界取之不尽的经验是从超出标准的频率范围确定噪声是差分还是共模噪声,然后采取相应的纠正措施。这种分类基于大量的测试数据和整改经验。工程分析具有很好的参考价值。

2.辐射噪声型定位

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不同的噪音类型,不同的加工方法

上图是辐射测试图。可以看出,存在不同形状的噪声,例如头波和尖峰。我们可以粗略地确定测试波形是电源噪声还是系统频率噪声。不同的噪声有不同的处理方法。重点是找到干扰源。通常,开关电源的噪声与频谱连续。通常我们称之为头波或宽带噪声。系统频率通常是隔离的,因此它也称为尖峰或窄带尖峰。

从波形中了解EMI后确定噪声类型,如果出现问题,如何分析噪声从何而来?让我们来看看EMI分析三部曲。

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件,共享诊断技术。超出了电缆引起的问题。

1.电缆过度定位

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对于EMI,尤其是辐射发射,在大多数情况下,它是从电缆辐射出来的。在此之后,首先确定整个系统中可用的电缆,例如信号电缆和电源电缆。在确保产品正常运行的情况下,可以在测试问题之前完全移除信号电缆。如果测试结果在电缆被移除后变化很大或甚至过去,则表明该路径中存在大的干扰,并且可以采用相应的处理方法。

如果完全取下信号线,仍然没有变化,然后检查电源线。电力电缆的比较诊断措施是使用磁环并直接在电线上测试两圈以确定改进。如果效果明显改善,则电源侧滤波器很可能不能很好地处理。如果没有效果,则从结构或板上进行分析。

2.结构过度定位

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对于结构问题,这作为整改措施相对较少,但定位没有问题。由结构引起的过量主要是金属壳中的间隙和孔,可以使用先前介绍的频谱分析仪检测。如果间隙被屏蔽,请检查屏蔽材料的选择和安装。如果不使用这些,可以使用具有屏蔽功能的导电纸,看看是否有任何改进。

对于孔,磁场和电场的处理是不同的。磁场主要考虑噪声源距孔的距离,电场主要考虑孔尺寸与噪声波长之间的关系。

3.单板过度定位

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这两个方面都特定于传播路径,而单板不同,它是真正的噪声源。如果拆除了电缆和结构,请找到电路板并确定电路板是否符合要求。在设计中,首先要确保电路板符合要求。测试电路板以确定噪声是电源噪声还是系统频率。如果电源有噪声,将处理电源。通常,电源供应商将为EMC提供相应的解决方案。如果没有,您可以咨询供应商。如果是系统频率,则处理晶体振荡器和时钟等信号。如果无法解决,可以考虑添加一些额外的滤波器组件,屏蔽和其他措施来改进。

如果已经有一个比较完善的滤波电路,但实际滤波器功能不好,通常需要考虑滤波器元件的选择参数,结构和布局是否合理,或者接地点是否可靠。

案例1,电感选择和匹配

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汕头波,主要是基于电源噪声,从电源滤波开始

情况1,如图所示,当超过辐射测试时,通过观察测试波形图,可以粗略地判断它属于电源噪声。因此,首先考虑电源的处理。根据超标现象和定位思路,除电源线外的所有线路均被拆除,未发现明显改善。然后,在电源线上放置磁环,辐射下降很多,因此可以确定噪声是从电源线出来的。

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串联使用具有不同电感的电感器以增加滤波器带宽

1.三个电源并联,容易引起相互串扰,增强噪声;

2,滤波电路的U形布局,容易造成滤波电路失效;

3.UU型共模电感具有高频抑制效果。

考虑到使用磁环可以有效地改善滤波效果,可以粗略地确定可以改善滤波器电路参数,并且可以使用共模电感器来改善频率,但是其他频率将会升高,并且滤波器带宽增加。这个问题可以通过串联连接两个不同电感的电感器来解决。

案例2,显示电缆辐射

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Spike,基于系统频率,从系统过滤开始

情况2,当测试辐射超标时,辐射波形如图所示。从图中可以看出,这是典型系统频率引起的问题。从电缆,结构和电路板分析相同的判断方法。在测试期间,除电源线外,外部没有额外的信号线。在测试之前,使用光谱分析来检测并且液晶显示器的噪声相对较大。因此,当现场整改后,液晶屏电缆被移除,测试结果非常好。因此,可以确定从液晶电缆辐射噪声,这需要处理晶体振荡器,时钟信号和传输线。

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晶体电源和输出,时钟信号,信号线需要处理

在场处理中,对具有时钟信号的信号线进行滤波,并获得明显的改善效果。然后,屏蔽电路被屏蔽并连接到信号地,这完全可以满足要求。通过整流,可以知道应该很好地处理时钟信号,并且诸如晶体滤波器,时钟滤波器和布局迹线的内部传输线可以是良好的天线。

案例3,滤芯位置不正确

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典型滤波器电路,X电容器在置于共模电压后靠近电源输入端口

情况3,本产品要求符合CLASS B的要求。从上图可以看出它只能满足CLASS A的要求.B级低频段不符合要求。它主要由差模噪声引起,但来自滤波器电路设计。X电容,共模电感,为什么在这个频段会引起问题?原因是滤波器元件的位置也对传导有影响。

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滤波电路应遵循最大失配原则,匹配高低电阻

滤波器电路的设计有两个重要参数,源阻抗和负载阻抗。滤波器结构设计一般遵循高低原理,如LC。我们知道当导体的LISN连接到EUT输入端口时,50uH电感器靠近EUT端口放置,下一个低阻抗器件,如电容器,应根据匹配原则连接。因此,将X电容移动到共模电感后,完全可以满足要求。从这种情况中获得的经验是,滤波器结构可以在滤波器的设计或整流中进行适当调整,并且应遵循滤波器的最大失配原理。

案例4,功率输出和PE传导问题

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输出接地通常会导致导通,浪涌和EFT恶化。

案例4,现在设计了许多系统,基于安全性,产品功能实现或EMC性能要求,电源的输出接地或信号接地直接连接到金属外壳(PE),或通过RC间接连接。在该设计方法中,经常发生传导干扰测试超过标准的问题,并且当没有连接功率输出或信号接地时,测试可以通过。这种情况是由典型的功率输出接地PE引起的传导干扰测试的失败。

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对于输出接地情况,必须考虑输入和输出滤波。有必要考虑增强型电源滤波和增加输出滤波。

为什么输出接地PE会导致传导干扰恶化?主要有两个原因:

1通用开关电源仅在输出端执行整流和滤波,不进行一些特殊的EMC滤波;

2输出接地后,形成直接共模路径。如果它没有接地,则只能通过将电容分配到地来形成共模路径。

对于输出接地,在设计中,不仅要进行输入端滤波,还要对输出端的滤波做好。在这种情况下,输入过滤的改进并不明显,输出过滤得到显着改善,并且在许多客户应用程序中得到验证。

因此,对于输出接地情况,必须考虑输入和输出滤波。同时,应考虑增强电源滤波以增加输出滤波。