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模塊電源廠家講解EMI噪音定位分析

2020-10-07

電源模塊EMI超標(biāo)一般主要由電纜、結(jié)構(gòu)、單板三個(gè)部分所導(dǎo)致,在遇到EMI問題時(shí),也是從這三個(gè)方面去分析。

 

針對EMI,特別是輻射發(fā)射,大多數(shù)情況下是從線纜輻射出來的。出現(xiàn)這種情況首先判定整個(gè)系統(tǒng)有哪些電纜,如信號電纜、電源電纜。在保證產(chǎn)品正常運(yùn)行的情況下,可以先將信號電纜去掉,再檢驗(yàn)是否有問題。如果某個(gè)電纜去掉后測試結(jié)果變化很大甚至合格了,說明此條路徑存在很大的干擾,可以采取相應(yīng)的處理方法。

 

如果把信號電纜全部去除后仍然沒有變化,再檢驗(yàn)電源電纜問題。針對電源電纜有一個(gè)比較的診斷措施是使用磁環(huán),直接在電線上繞兩圈測試,確定改善效果。如果效果改善明顯,很大可能是電源端濾波沒有處理好,反之要從結(jié)構(gòu)或單板去分析。

 

針對結(jié)構(gòu)問題,這個(gè)用來作為整改措施相對來說比較少,但是用來定位是沒有問題的。結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的超標(biāo)主要是金屬殼中的縫隙及孔洞,這個(gè)可以使用頻譜分析儀進(jìn)行探測。如果縫隙做了屏蔽措施,則要檢查屏蔽材料的選型、安裝是否存在問題,如果沒有使用這些,可以使用帶屏蔽功能的導(dǎo)電紙進(jìn)行處理,看是否有改善效果。對于孔洞來說,針對磁場與電場的處理方式是不一樣的。磁場主要考慮噪聲源距離孔洞的距離,而電場主要考慮孔洞大小和噪聲波長的關(guān)系。

 

上述兩個(gè)方面都是針對于傳播途徑來講的,而單板則有所不同,它屬于真正的噪聲源。如果電纜、結(jié)構(gòu)都排除完畢,便要對單板進(jìn)行定位,確定單板本身是否滿足要求。在設(shè)計(jì)時(shí)首先要保證單板滿足要求,對單板進(jìn)行測試,判定噪聲是電源噪聲還是系統(tǒng)頻率。如果是電源噪聲則對電源進(jìn)行處理,一般模塊電源廠家針對EMC都會有相應(yīng)的解決方案。如果是系統(tǒng)頻率,則對晶振、時(shí)鐘等信號進(jìn)行處理。如果解決不了,則可以考慮增加一些額外的濾波器件、屏蔽等措施進(jìn)行改善。如果已經(jīng)有較為完善的濾波電路,而實(shí)際又沒有起到很好的濾波效果,通常需要考慮濾波器件的選擇參數(shù)、結(jié)構(gòu)、布局是否合理,或者是否可靠接地,接地點(diǎn)的位置等等。

 

廠家通常在產(chǎn)品出去測試之前,會先借助一些設(shè)備做一些簡單的預(yù)測試,例如噪聲定位等。使用頻譜分析儀,配合磁場探頭、電場探頭預(yù)測干擾源類型、位置,傳輸路徑,但此設(shè)備比較昂貴,使用一些較為便宜的用來做預(yù)測試還是可以的。

 

如果沒有頻譜分析儀,我們還可以借助示波器。示波器可以用來采集一些關(guān)鍵點(diǎn)波形是否存在振蕩,有些示波器具有傅里葉分析功能,同樣可以用來預(yù)測試干擾源,將示波器探頭的地線與探針短接形成環(huán)即可以使用。

 

針對傳導(dǎo)騷擾,行業(yè)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)是從超標(biāo)的頻率范圍判定噪聲是差模還是共模噪聲,然后采取相應(yīng)的整改措施。這個(gè)分類是根據(jù)大量測試數(shù)據(jù)和整改經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論,工程師分析時(shí)具有很好的參考價(jià)值。

 

不同形狀的噪聲,如饅頭波、尖峰脈沖,我們可以從測試波形大致判定是電源噪聲或系統(tǒng)頻率噪聲發(fā)射出來的。不同的噪聲有不同的處理方法,重點(diǎn)是找準(zhǔn)干擾源。通常模塊電源的噪聲從頻譜看是連續(xù)的,我們叫它饅頭波,或者叫寬帶噪聲。而系統(tǒng)頻率通常是孤立的,因此也叫尖峰脈沖或窄帶尖峰。

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