0. 主要設(shè)計缺陷

• 濾波器布局沒有放置到電源輸入端口；
• 濾波器輸入線纜太長，且平行于輸出線纜走線，且處于噪聲環(huán)流中；
• 濾波器無機殼屏蔽，且接地線細而長，無法保證接地的可靠性；
• 24V電源板無接濾波設(shè)計；

1. 整改方案

（1）電感引起的諧振分析

回路濾波電感30mH，共模濾波電容2*4.7nf，拆除濾波器后的線路共模分布電容3nf-5nf左右，全路徑通過諧振計算約等于2MHz。

測試諧振點對應(yīng)上，說明2.4MHz左右頻點是因為電感值過大導致的，更換10mH電感后，結(jié)果如圖5，諧振點發(fā)生偏移，且幅值減小。

更換10mH電感測試結(jié)果

（2）共模電感感量設(shè)計過大帶來的影響

• 使得線圈繞制過密，分布電容增大使得頻譜特性變差；
• 容易使得磁芯飽和，為保證不飽和，需要使用更大的磁芯尺寸或采用氣隙設(shè)計；
• 有較大的壓降，且存在過熱的風險；
• 過密的線圈繞制，增加料本的同時，增加繞線工時，使得成本上升；
• 濾波參數(shù)設(shè)計，不能盲目追求感量越大越好，要有的放矢，否則會適得其反。

2. 近場耦合分析

由圖4示意圖可知，輸入電源線纜會遭受場耦合干擾。所以，將電源輸入線纜和濾波板遠離電機線，處理方法參見圖6。

圖4 近場耦合示意圖

圖6 電源接口與濾波板遠離電機線

當電源接口與濾波板遠離干擾回流路徑時，15MHz以下頻段效果改善15db以上，參見圖7。

圖7 電源接口與濾波板遠離電機線測試結(jié)果

濾波器的布局要靠近端口，且應(yīng)就近可靠接地，同時要保證輸入輸出線纜分開走線，不能并行或捆扎在一起走線。

3. 24V電源板濾波設(shè)計分析

經(jīng)過整改后，18MHz左右頻點依然超標，經(jīng)排查此頻點為24V電源板產(chǎn)生。經(jīng)過對24V電源板端口濾波分析發(fā)現(xiàn)，端口無濾波，使得18MHz左右的頻點噪聲路徑得不到有效的控制而流經(jīng)LISN（路徑①和②），使得結(jié)果較差，示意圖參見圖8。

圖8 18MHz頻點噪聲回路示意圖

4. 整改方法

在24V電源板上輸入和輸出端口增加兩處4.7nf的共模濾波，在路徑①和②的基礎(chǔ)上，增加了③和④路徑，使得路徑①和②中的噪聲電流減弱，改善測試結(jié)果，噪聲路徑分析參見圖9所示，測試結(jié)果參見圖10。

圖9 加濾波后的噪聲路徑分析示意圖

圖10 24V電源板端口加濾波后結(jié)果

5. 落地設(shè)計分析

因結(jié)構(gòu)已經(jīng)開模，各部件布置和走線方式無法變更，且24v電源板內(nèi)部電源為外購模塊，無法從源頭進行抑制，只能從路徑下手。在24V電源板輸入輸出端口加濾波的措施外，輸入電源接口到濾波器間線纜采用屏蔽線，同時濾波器采用屏蔽罩屏蔽，注意屏蔽線和屏蔽罩的可靠搭接。

（1）落地設(shè)計濾波參數(shù)

表1落地設(shè)計濾波參數(shù)

（2）屏蔽處理

線纜及濾波屏蔽示意

（3）設(shè)計落地后測試結(jié)果

設(shè)計落地測試結(jié)果

6. 設(shè)計注意點

• 共模電感的感量不能盲目增加，要有的放矢，否則會適得其反產(chǎn)生不必要的諧振；
• 部件布局與走線設(shè)計中，要避免輸入與輸出線的并行走線及噪聲環(huán)路的場耦合；
• 分析噪聲路徑，人為進行濾波路徑控制，減小流入LISN的噪聲信號；
• 非屏蔽電源線纜，應(yīng)進行雙絞處理，減小環(huán)路面積；
• 場耦合可采用屏蔽進行抑制，注意搭接的可靠性；
• 濾波接地線纜盡量短，且線徑不小于功率線線徑；
• 系統(tǒng)化分析噪聲源與路徑，不能把端口濾波器作為唯一的整改手段，而拼命的加大濾波；