行车记录仪传导发射测试EMC整改实例

韬略科技EMC

描述

前言

传导发射(Conducted Emission)测试,简称CE,通常也会被称为骚扰电压测试,是指系统内部的电压或电流通过信号电缆、电源线或地线传输出去而成为其他系统或设备干扰源的一种电磁现象。只要有电源线的产品都会涉及到,包括许多直流供电产品,另外,信号/控制线在不少标准中也有传导发射的要求,通常用骚扰电压或骚扰电流的限值(两者有相互转换关系)来表示。  

测试标准

以GB/T18655(等同于国际标准CISPR25)为例,传导发射试验分为电压法和电流探头法,电压法的测试频段为0.15MHz~108MHz,人工网络连接器与被测件连接器之间的电源线长度Lp应为200mm;电流探头法的测试频段为0.15MHz~108MHz,在距离被测件50 mm和750 mm两处用探头测量发射,试验线束应为1700mm长(或试验另有规定),并且应放置在无导电性、低相对介电常数材料(εr≤1.4)上,位于参考接地平面上方50 mm±5 mm的位置。

案例分析

本次的整改实例是一款行车记录仪,测试CE电压法,以下为测试摆放图。

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测试后发现数据有部分超标,超标的点M2为0.8MHz,通过排查发现是电源问题,开关频率超标,该芯片的开关频率为400KHz,接下来准备对电源输入端进行滤波。

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根据以往的整改经验,我在电源输入端加了LC滤波,L选取了10μH的一体成型电感,THMPI040402D100MT,C选用了2.2μH的陶瓷电容,加完LC滤波后的测试数据如下:

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通过对比前后数据发现,M2这个点从51db直接降到了21db,整整降了30db,为什么一个普通的LC滤波能有这么好的滤波效果?LC滤波器的参数随便选择能不能达到这个效果呢?

下面我们一起来分析一下。

首先我们要清楚一点,LC滤波是一个二阶的低通滤波器,二阶的低通滤波器滤波效果是-40db/10倍频,那么我们现在一起来算一下,400KHz的开关频率超标,为了达到最好的滤波效果,选用的LC滤波器到底用多大。

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因为LC滤波器的滤波效果是-40db/10倍频,所以我们计算的时候,要把开关频率fsw除10得到截止频率f,然后算出LC滤波器的参数,在使用电感L=10μH的情况下,计算得C=1.58μF

而我们上面整改时使用的措施是L=10μH,C=2.2μF,与计算出来的数据相近,所以滤波效果非常好。

针对开关频率超标的问题,除了在DC-DC芯片输入端做LC滤波外,DC-DC芯片的PCB设计也有很大的讲究:

①输入电容、输出电容、二极管、功率电感构成的两个回路面积最小化。路径最短化。

②电容大小以及放置位置。

③SW引脚到电感的走线:满足通流以及散热的情况下,尽量短小精悍。

④器件放顶层还是底层:高电流电压变化率的器件同层摆放,不能换层。

⑤FB引脚走线:远离噪声源。

⑥BOOT引脚走线:越短越好。

⑦电感底部要不要铺铜:同层可以不铺,下层建议都铺铜。

从以上案例中不难看出,学会如何选择合适的LC滤波器参数,能够高效解决传导测试中的开关频率超标,效果明显。

审核编辑:汤梓红

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