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資深EMC工程師總結(jié):EMC整改流程及常見問(wèn)題

h1654155149.6853 ? 來(lái)源:韜略科技 ? 2023-03-17 10:10 ? 次閱讀
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1前言

首先我們來(lái)從EMC測(cè)試項(xiàng)目構(gòu)成說(shuō)起,EMC主要包含兩大項(xiàng):EMI(干擾)和EMS(抗干擾和敏感度)。 這兩大項(xiàng)中又包括許多小項(xiàng)目,如下圖:

wKgaomQTzBSAc-esAAApR3cQ95k268.png

2EMC整改意見

1.首先需要雙方的溝通相關(guān)信息,如驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)、摸底的報(bào)告、PCB圖等信息; 為什么要確定這么多信息呢? 舉例標(biāo)準(zhǔn)方面在車載行業(yè),如五等級(jí)跟二等級(jí)那差距就大了去了。 在提供相關(guān)資料和溝通后,我們會(huì)給出初步的整改建議,定位好EMC整改計(jì)劃。

2.定位手段,對(duì)于這里小編覺得主要可以分為兩點(diǎn)。

第一:經(jīng)驗(yàn)判斷,根據(jù)雙方溝通情況,根據(jù)工程師的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合數(shù)據(jù)及測(cè)試情況來(lái)進(jìn)行判斷。

第二:比較測(cè)試,根據(jù)再次測(cè)試儀器所提供的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析問(wèn)題。 Tip:我們有自己的實(shí)驗(yàn)室,可以方便各位親測(cè)試喲!

3EMC整改流程

1.RE超標(biāo)整改流程

wKgaomQTzBSAMZDKAAM1IbMBdqs374.png

2.電源電纜導(dǎo)致輻射超標(biāo)定位子流程:

wKgZomQTzBSANNUcAAMdEb8Q7no180.png

3.信號(hào)電纜導(dǎo)致輻射超標(biāo)定位子流程:

wKgaomQTzBSAYSLuAAL1bJ2N3aY573.png

4.屏蔽體泄漏整改流程:

wKgZomQTzBSAWGwVAALMsIddLs0924.png

4EMC整改的一些小建議

1.電容的濾波作用

wKgZomQTzBSAakzEAAEZ2tO_B5Y106.png

wKgaomQTzBSAZtV_AAADCMD9EcU951.png

即頻率f越大,電容的阻抗Z越小。 當(dāng)?shù)皖l時(shí),電容C由于阻抗Z比較大,有用信號(hào)可以順利通過(guò); 當(dāng)高頻時(shí),電容C由于阻抗Z已經(jīng)很小了,相當(dāng)于把高頻噪聲短路到GND上去了。

2.電容濾波在何時(shí)會(huì)失效整改中常常會(huì)使用電容這種元器件進(jìn)行濾波,往往有“大電容濾低頻,小電容濾高頻”的說(shuō)法。 以常見的表貼式MLCC陶瓷電容為例,進(jìn)行等效模型如下:

wKgaomQTzBSAIp93AADCCMWpdmY653.png

容值10nF,封裝0603的X7R陶瓷的模型參數(shù)如下:

wKgZomQTzBSAHIlNAAAJ-rHL4_o949.png

由于等效模型中既有電容C,也有電感L,組成了二階系統(tǒng),就存在不穩(wěn)定性。 對(duì)電路回路來(lái)說(shuō),就是會(huì)發(fā)生諧振,諧振點(diǎn)在如下頻率處:

wKgaomQTzBSAXspyAAAd3llIkZM385.png

下圖是諧振曲線的示例:

wKgZomQTzBSAOITKAAD6Z2N2IiA500.png

即常說(shuō)的在諧振點(diǎn)前是電容,諧振點(diǎn)之后就不再是電容了。

3.LC濾波何時(shí)使用如果串聯(lián)電感L,再并聯(lián)組成C,就形成了LC濾波:

wKgZomQTzBSAPguRAACmuYeW5CM383.png

單獨(dú)一個(gè)電容C是一階系統(tǒng),單獨(dú)一個(gè)電感L也是一階系統(tǒng),在幅值衰減斜率是-20dB。 但LC組成的二階系統(tǒng),幅值衰減斜率是-40dB,更靠近理想的“立陡”的截止頻率的效果,即濾波效果更好。

wKgZomQTzBSAUUoYAAChTXQVU3Q253.png

4.PWM頻率到底是多少往往提到PWM,比如會(huì)說(shuō)用20kHz PWM驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。

wKgZomQTzBSAftdJAAAukFwyoNQ311.png

但實(shí)際上,這個(gè)20kHz僅代表PWM的脈沖周期是50us

wKgZomQTzBSABmgrAAAC6O3muw8331.png

對(duì)于階躍信號(hào)來(lái)說(shuō),由于上升時(shí)間tr無(wú)窮小,則頻率f無(wú)窮大。 當(dāng)頻率高了之后,寄生參數(shù)則不能在忽略,會(huì)引發(fā)很多諧振的問(wèn)題。 從信號(hào)上來(lái)看,就是很陡峭的階躍信號(hào)會(huì)有過(guò)沖和振蕩的問(wèn)題。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是頻率f越大,則噪聲所占的頻率就會(huì)越寬泛,即EMC特性就會(huì)越差。

5.如何將原理圖和PCB對(duì)應(yīng)起來(lái)由于細(xì)分工種的問(wèn)題,原理圖和PCB被割裂開來(lái),由兩組人進(jìn)行分工作業(yè):

wKgaomQTzBSAEJfwAAAGQpL9rV4054.png

例如在原理圖上有如下的電路:

wKgZomQTzBSAW_7QAAAPN-yIncg276.png

其隱含一個(gè)問(wèn)題就是在PCB上其實(shí)V1的負(fù)極和C1的負(fù)極是有一條線(PCB layout工具軟件中用的詞比較準(zhǔn)確,Trace,蹤跡/軌跡)。 往往在設(shè)計(jì)階段A->B->C是都會(huì)關(guān)注的。 如果EMC出現(xiàn)問(wèn)題,除了要在原理圖上查找電路參數(shù)的問(wèn)題,還需要特別關(guān)注C->D,即回流路徑。

wKgZomQTzBSAfHUPAAAiqwGWsO0502.png

如果回流路徑不順暢,會(huì)造成信號(hào)的畸變。

比如在EMC試驗(yàn)時(shí),MCUADC采集到的信號(hào)被干擾到了,則除了在原理圖上分析外,在PCB上講該信號(hào)高亮出來(lái),然后再耐心尋找該信號(hào)的回流路徑是否有不順暢的地方:對(duì)著信號(hào)線頭腦中想象回流路徑,有點(diǎn)意識(shí)流的感覺。

5總結(jié)

wKgaomQTzBSAIyE7AAMBsl2fvtM903.png

審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:干貨 | 資深EMC工程師總結(jié):EMC整改流程及常見問(wèn)題

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