人脸识别系统EMC整改方案介绍

导语：以下是某公司客户的一个EMC整改案例，详情介绍如下 ：   

实验概述：

 

行业、产品	安防监控-人脸识别系统   产品型号：XXX
工作模式	开机，遥控，连续播放投影电影，放最大声音；
整改问题 客户数据	详见客户提供的RE数据
执行标准	CISPR  22 RE Class B limit
备注	桌面设备

 

图一 录像监控模式 

整改摸底：

整改效果：

整改措施：

本次整改一共进行了三大部分整改，包括原理图变更及器件选型优化，PCB与LCD接地。通过了RE,CE,ESD三项EMC测试项目。

1. 原理图变更及器件选型优化

1.1 摄像头时钟滤波优化

1). R204，R205,R208更换为0603的EMI滤波器，CoreTK型号为FHS1608F30A20TF， C211，C212，C214更换为0402的33pF电容，滤波器的另外一端也预留0402 NC小电容；

2).增加扁平磁环一个；

3). LCD的除了GND之外的其他所有的数据线或者控制线，同时预留串联0402 0欧姆电阻靠近连接器放置。

1.2 LCD共模电感选型优化

L8206，L8207，L8208，L8209，L8210，更换为0603封装大小的共模电感，CoreTK型号为CMW1210RI025-Z361T。

1.3 USB共模电感优化

1) LL2更换为0805封装大小的共模电感，CoreTK型号为CMW2012RI03-Z261TF。

2) L1更换为CMW1210RI025-Z361T。 

1.4 以太网LAN增加共模电感滤波

1) 增加0803封装大小的共模电感，CoreTK型号为CMW2012RI03-Z261TF。

2) Y5晶振到CPU的管脚输入与输出串联0欧姆电阻一个。

1.5 ESD防护器件优化

1) VR15 VR24 VR25 VR26 VR16 VR17 采用coretk ESD，MLV0402EWV055C500BT。

2) VR3 VR4采用coretk ESD，MLV0402EWV18C150BT。

3) VR36 VR37采用coretk TVS，SD523WV05C005BT。

4) VR27 VR28 VR29 VR30 VR31 VR35采用coretk TVS，D1006WV05C030BT。

5) VR1 VR2采用coretk tvs，D1006WV05C030BT。

1.6 EMI磁珠优化

1) FB4 L28 FB6 FB20采用coretk磁珠，CFB1608Z181-2R2TF。

2) FB5 FB14 FB15 FB16采用coretk磁珠，CFB1005Z121-1R3TF。

3) FB18 FB19采用coretk磁珠，CFX3225Z301-5R0TF。

2. PCB与LCD接地：

内部不要喷导电漆，以利于外壳之间导电搭接，PCB与外壳导电搭接。

2.1 PCB接地

1） 主板接地:螺丝孔接地，及摄像头连接器PCB下方接地。

备注：CoreTK导电泡棉型号为XTK-DDPMT-300505，外皮为铜箔，双导。

2） LED灯接地

3）其他小板子边缘露铜接地（可选择性加导电布增强接地）

2.2 外壳缝隙加强型接地

备注：此缝隙凹槽内，增加导电泡棉，coretk可提供导电泡棉，以及加强型导电橡胶。

2.3 LCD接地

去掉LCD与外壳之间的绝缘材料，改用导电泡棉，LCD边缘使用导电布包裹，之后贴到LCD后壳接地。

备注：

（1） CoreTK导电泡棉型号为XTK-DDPMB-1850302，双导，外面导电布，2pcs。

（2） XTK-DDPMB-750302，双导，外面导电布，2pcs。

备注：CoreTK可提供导电布，具体需要测量下长宽，以便模切及报价。

EMC整改小技巧:一、差模干扰与共模干扰差模干扰：存在于L-N线之间，电流从L进入，流过整流二极管正极，再流经负载，通过热地，到整流二极管，再回到N，在这条通路上，有高速开关的大功率器件，有反向恢复时间极短的二极管，这些器件产生的高频干扰，都会从整条回路流过，从而被接收机检测到，导致传导超标。共模干扰：共模干扰是因为大地与设备电缆之间存在寄生电容,高频干扰噪声会通过该寄生电容，在大地与电缆之间产生共模电流，从而导致共模干扰。 下图为差模干扰引起的传导FALL数据，该测试数据前端超标，为差模干扰引起：

下图为开关电源EMI原理部分：

图中CX2001为安规薄膜电容（当电容被击穿或损坏时，表现为开路）其跨在L线与N线之间，当L-N之间的电流，流经负载时，会将高频杂波带到回路当中。此时X电容的作用就是在负载与X电容之间形成一条回路，使的高频分流，在该回路中消耗掉，而不会进入市电，即通过电容的短路交流电让干扰有回路不串到外部。对差模干扰的整改对策：1. 增大X电容容值2. 增大共模电感感量，利用其漏感，抑制差模噪声（因为共模电感几种绕线方式，双线并绕或双线分开绕制，不管哪种绕法，由于绕制不紧密，线长等的差异，肯定会出现漏磁现象，即一边线圈产生的磁力线不能完全通过另一线圈，这使得L-N线之间有感应电动势，相当于在L-N之间串联了一个电感）  下图为共模干扰测试FALL数据：

电源线缆与大地之间的寄生电容，使得共模干扰有了回路，干扰噪声通过该电容，流向大地，在LISN-线缆-寄生电容-地之间形成共模干扰电流，从而被接收机检测到，导致传导超标（这也可以解释为什么有的主板传导测试时，不接地通过，一夹地线就超标。USB模式下不接地时，电流回路只能通过L-二极管-负载-热地-二极管-N,共模电流不能回到LISN，LISN检测到的噪声较小，而当主板的冷地与大地直接相连时，线缆与大地之间有了回路，此时若共模噪声未被前端LC滤波电路吸收的话，就会导致传导超标）

对共模干扰的整改对策：

1. 加大共模电感感量

2. 调整L-GND，N-GND上的LC滤波器，滤掉共模噪声

3. 主板尽可能接地，减小对地阻抗，从而减小线缆与大地的寄生电容。

二、产品电磁兼容骚扰源有：

1、设备开关电源的开关回路：骚扰源主频几十kHz到百余kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。

2、设备直流电源的整流回路：工频线性电源工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz；开关电源高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。

3、电动设备直流电机的电刷噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。

4、电动设备交流电机的运行噪声：高次谐波可延伸到数十MHz。

5、变频调速电路的骚扰发射：开关调速回路骚扰源频率从几十kHz到几十MHz。

6、设备运行状态切换的开关噪声：由机械或电子开关动作产生的噪声频率上限可延伸到数百MHz。

7、智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰：骚扰源主频几十kHz到几十MHz，高次谐波可延伸到数百MHz。

8、微波设备的微波泄漏：骚扰源主频数GHz。

9、电磁感应加热设备的电磁骚扰发射：骚扰源主频几十kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。

10电视电声接收设备的高频调谐回路的本振及其谐波：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。

11、信息技术设备及各类自动控制设备的数字处理电路：骚扰源主频数十MHz到数百MHz（经内部倍频主频可达数GHz），高次谐波可延伸到十几GHz。

审核编辑：汤梓红