资深EMC专家总结:EMC整改流程及常见问题


资深EMC专家总结:EMC整改流程及常见问题 

 

深圳市芯通康科技有限公司作为行业知名的EMC整体解决方案商,很多客户都会给到样机进行整改,但是你们知道具体的整改流程是怎么样的吗?经过与20多年资深EMC专家详细沟通后,接下来就由小编为各位揭开这层面纱。

EMC整改

首先我们来从EMC测试项目构成说起,EMC主要包含两大项:EMI(干扰)和EMS(抗干扰和敏感度)。这两大项中又包括许多小项目,如下图:

EMC电磁兼容

2EMC整改意见

1.首先需要双方的沟通相关信息,如验收的标准、摸底的报告、PCB图等信息;为什么要确定这么多信息呢?举例标准方面在车载行业,如五等级跟二等级那差距就大了去了。在提供相关资料和沟通后,我们会给出初步的整改建议,定位好EMC整改计划。

2.定位手段,对于这里小编觉得主要可以分为两点。

第一:经验判断,根据双方沟通情况,根据工程师的经验结合数据及测试情况来进行判断。

第二:比较测试,根据再次测试仪器所提供的数据来进行分析问题。Tip:我们有自己的实验室,可以方便各位亲测试哟!

3EMC整改流程

1.RE超标整改流程

2.电源电缆导致辐射超标定位子流程:

3. 信号电缆导致辐射超标定位子流程:

4. 屏蔽体泄漏整改流程:

 

4EMC整改的一些小建议

1.电容的滤波作用

 

即频率f越大,电容的阻抗Z越小。当低频时,电容C由于阻抗Z比较大,有用信号可以顺利通过;当高频时,电容C由于阻抗Z已经很小了,相当于把高频噪声短路到GND上去了。

2.电容滤波在何时会失效整改中常常会使用电容这种元器件进行滤波,往往有大电容滤低频,小电容滤高频的说法。以常见的表贴式MLCC陶瓷电容为例,进行等效模型如下:

容值10nF,封装0603X7R陶瓷的模型参数如下:

由于等效模型中既有电容C,也有电感L,组成了二阶系统,就存在不稳定性。对电路回路来说,就是会发生谐振,谐振点在如下频率处:

下图是谐振曲线的示例:

即常说的在谐振点前是电容,谐振点之后就不再是电容了。

3.LC滤波何时使用如果串联电感L,再并联组成C,就形成了LC滤波:

单独一个电容C是一阶系统,单独一个电感L也是一阶系统,在幅值衰减斜率是-20dB。但LC组成的二阶系统,幅值衰减斜率是-40dB,更靠近理想的立陡的截止频率的效果,即滤波效果更好。

4.PWM频率到底是多少往往提到PWM,比如会说用20kHz PWM驱动电机等。

但实际上,这个20kHz仅代表PWM的脉冲周期是50us

对于阶跃信号来说,由于上升时间tr无穷小,则频率f无穷大。当频率高了之后,寄生参数则不能在忽略,会引发很多谐振的问题。从信号上来看,就是很陡峭的阶跃信号会有过冲和振荡的问题。简单来说就是频率f越大,则噪声所占的频率就会越宽泛,即EMC特性就会越差。

5.如何将原理图和PCB对应起来由于细分工种的问题,原理图和PCB被割裂开来,由两组人进行分工作业:

例如在原理图上有如下的电路:

其隐含一个问题就是在PCB上其实V1的负极和C1的负极是有一条线(PCB layout工具软件中用的词比较准确,Trace,踪迹/轨迹)。往往在设计阶段A->B->C是都会关注的。如果EMC出现问题,除了要在原理图上查找电路参数的问题,还需要特别关注C->D,即回流路径。

如果回流路径不顺畅,会造成信号的畸变。

比如在EMC试验时,MCUADC采集到的信号被干扰到了,则除了在原理图上分析外,在PCB上讲该信号高亮出来,然后再耐心寻找该信号的回流路径是否有不顺畅的地方:对着信号线头脑中想象回流路径,有点意识流的感觉。

5总结

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对于(EMI)RE,CE,干扰源头为PCB板,耦合路径为线缆与空间,敏感体为EMI接收机(这个是不变的),因此要进行EMC整改,首先要分析干扰源头与耦合路径。 干扰源头:通过查看原理图与PCB板,通过频谱仪与近场EMI探头定位分析,其主要干扰源包含了核心板(时钟走线,某些空脚等),DCDC电源电路; 耦合路径:对于线缆出去的EMI噪声,我们主要通过滤波来进行消除(电容+共模或磁珠);对于空间出去的EMI噪声(核心板),我们主要通过屏蔽来解决。 对于(EMS)ESD,干扰源头为静电枪(这个是不变的),耦合途径为机壳螺丝与空间,敏感体为PCB板,因此要进行EMC整改,首先要分析敏感体与耦合路径。 敏感体:通过查看原理图与PCB板,通过静电枪进行区域分析,其主要敏感源为核心板,以及核心板通向各大电路的走线。 耦合路径:对于通过螺丝进来的ESD,可以通过增加爬电距离或者空隙隔绝来处理,对于散热器的ESD放电,可以通过散热器与下方PCB增加屏蔽搭接形成封闭法拉第屏蔽罩来实现。


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