1. Обзор

Существует множество причин, по которым излучение ЭМС превышает стандарт. Плохая фильтрация интерфейса, низкая эффективность структурного экрана и дефектная конструкция кабеля могут привести к чрезмерному излучению. Однако основная причина излучения кроется в конструкции печатной платы. Сосредоточив внимание на печатных платах с точки зрения ЭМС, мы в основном уделяем внимание следующим аспектам:

⑴ С точки зрения снижения радиационного воздействия следует использовать как можно больше многослойных плат. Внутренние слои используются в качестве слоя питания и слоя заземления, чтобы уменьшить сопротивление линии электропитания, подавить общий импедансный шум и сформировать помехи. однородный заземляющий слой сигнальной линии. Распределенная емкость между большой сигнальной линией и заземляющим слоем препятствует его способности излучаться в пространство.

⑵Силовые провода, заземляющие провода и дорожки печатной платы должны сохранять низкий импеданс по отношению к высокочастотным сигналам. Когда частота очень высока, линии электропередачи, заземляющие провода или следы печатной платы превратятся в маленькие антенны, которые принимают и передают помехи. Помимо добавления фильтрующих конденсаторов, метод уменьшения этих помех заключается в уменьшении высокочастотного импеданса линий электропередачи, заземляющих проводов и других дорожек печатной платы. Поэтому различные дорожки печатной платы должны быть короткими и толстыми, а линии — равномерными.

⑶Линии электропитания, заземляющие провода и печатные проводники должны быть расположены на печатной плате соответствующим образом и должны быть как можно более короткими и прямыми, чтобы уменьшить площадь петли, образующейся между сигнальными и обратными линиями.

⑷ Расположение компонентов схемы и путей прохождения сигнала должно минимизировать взаимное влияние нежелательных сигналов.

REТеоретический анализ источников помех：Детальный анализ источников помех теории РЭ в экспериментах по ЭМС。

------------------------------------------------------------

На разных стадиях проектирования печатных плат возникают разные проблемы. На этапе компоновки компонентов следует обратить внимание на следующее:

1) расположены ли компоненты фильтрации, защиты и изоляции интерфейсного сигнала рядом с интерфейсным разъемом, сначала с защитой, а затем с фильтрацией, расположены ли компоненты защиты модуля питания, фильтра и источника питания рядом с входом питания; питание, а входная линия источника питания должна быть как можно короче. Вход и выход источника питания разделены, и проводка не пересекается;

2) находятся ли устройства с сильным излучением или чувствительные устройства, такие как кристаллы, кварцевые генераторы, реле и импульсные источники питания, вдали от ручек и разъемов одноплатных плат;

3) расположен ли конденсатор фильтра рядом с выводом питания микросхемы, а его расположение и количество являются подходящими;

4) Является ли тактовая цепь близкой к нагрузке и сбалансирована ли нагрузка;

5) не пересекают ли вход и выход интерфейсного фильтрующего устройства область раздела, за исключением оптронов, магнитных шариков, изолирующих трансформаторов, аналого-цифровых, цифро-аналоговых и других устройств, не пересекают ли другие устройства область раздела;

------------------------------------------------------------

На что следует обратить внимание на этапе разводки печатной платы:

1) В проводке питания и заземления отсутствует контур заземления, а площадь контура, образуемого источником питания и соответствующим заземлением, невелика;

2) находятся ли пары линий дифференциального сигнала на одном слое, одинаковой длины и проходят ли параллельно, сохраняя постоянный импеданс, и нет ли других линий между дифференциальными линиями;

3) Проложены ли ключевые сигнальные линии, такие как часы, во внутреннем слое (предпочтительный слой проводки имеет приоритет), и добавлены ли экранированные заземляющие провода, или расстояние между ними и другой проводкой соответствует принципу 3W, и являются ли ключевые сигнальные линии не пересекайте зону перегородки;

4) нет ли других сигнальных линий, идущих от входной линии силового фильтра, и не проложены ли входные и выходные сигнальные линии фильтра и других устройств параллельно или перекрестно друг с другом;

Хотя мы сформулировали различные правила разводки и разводки печатных плат, как бы мы ни старались реализовать эти правила, дефекты в конструкции всегда сохраняются, как болезнь. Потому что во время реального проектирования всегда есть те или иные причины, которые мешают нам полностью соблюдать правила проектирования. Однако такая неспособность соблюдать правила часто приводит к проблемам при последующей сертификации.

2. Источник излучения расположен слишком близко к границе раздела.

Наиболее типичным источником излучения является кварцевый генератор. Каждый инженер по печатным платам знает, что кварцевый генератор следует держать подальше от интерфейса ввода-вывода. Однако печатная плата, необходимая инженерам-разработчикам изделий, часто ограничена по размеру и состоит из множества компонентов. По различным соображениям инженеру по печатным платам «пришлось» разместить кварцевый генератор на интерфейсе ввода-вывода. Независимо от того, сколько раз вы задумывались об использовании ЭМС в другом месте, неправильно сконструированный кварцевый генератор может легко свести на нет ваши усилия.

При проектировании печатной платы вы должны сначала учитывать место излучения источника излучения и стараться держаться подальше от ручки и порта ввода питания. Для кварцевых генераторов затененная область на печатной плате должна быть покрыта медью. Выходные выводы не должны проходить по поверхности печатной платы, а должны проходить по внутреннему слою (было бы более идеально, если бы можно было прокладывать заземлённую проводку). быть сделано). Его выход соединен последовательно с соответствующими магнитными шариками. Кроме того, деление слоев и наслоение печатной платы также являются ключевым фактором, влияющим на индекс радиационного излучения, и их следует учитывать и обрабатывать в сочетании с конкретными условиями отдельной платы.

Ручка: дочерней карте, вставленной в объединительную панель, нужна ручка, чтобы облегчить ее снятие с объединительной панели. Эта ручка называется ручкой.

------------------------------------------------------------

Описание классического случая:

Продукт M провел восходящий тест на ЭМС и обнаружил, что частотные точки 50 МГц и 75 МГц серьезно превышают стандарт, а амплитуды точек умножителя частоты 100 МГц, 125 МГц и т. д. 25 МГц также были очень большими, близкими к КЛАССУ. Предельная линия.

На основании экспериментального явления, заключающегося в том, что все частотные точки с более высокими амплитудами кратны частоте 25 МГц, можно предположить, что внутри оборудования находится кварцевый генератор с частотой 25 МГц и что с кварцевым генератором обращались неправильно. После расследования выяснилось, что на двух интерфейсных платах установлены кварцевые генераторы частотой 25 МГц. Обнаружение ближнего поля подтвердило, что именно точка удвоения частоты 25 МГц рядом с этими двумя платами излучает больше всего. Проверив печатную плату одной платы, мы обнаружили, что печатная плата и управление кварцевым генератором в основном имеют следующие дефекты:

1) Кварцевый генератор расположен слишком близко к ручке;

2) Выходной вывод кристалла проходит на большое расстояние по поверхности печатной платы;

3) Место нанесения кварцевого генератора на печатную плату не полностью покрыто медью;

4) Кварцевый генератор расположен слишком близко к входному порту питания;

5) Нерациональное расположение слоев печатной платы. Одна из 6-слойных плат имеет только один слой со множеством разделенных слоев.

Эти факторы создают путь распространения помех на кварцевый генератор. Помехи могут передаваться на другие платы и кабели через соседние трассы и линии электропередачи. Они также могут быть напрямую связаны с внешней частью коробки через пространство, вызывая превышение излучаемых излучений. стандарты.

После частичного экранирования и заземления корпуса кварцевого генератора с помощью медной фольги испытание было повторено. Гармоники 25 МГц в диапазоне от 100 до 300 МГц были практически устранены. Амплитуда частотных точек 50 МГц и 75 МГц также значительно снизилась, почти на 10 д Б. может достичь цели. Требования, тест пройден.

3. Линии ключевых сигналов не расположены на внутреннем слое.

При монтаже печатной платы также является здравым смыслом то, что линии ключевых сигналов, особенно линии тактовой частоты, должны проходить через внутренний слой. Но какие линии являются критическими сигнальными линиями? Люди склонны уделять большое внимание линиям тактовой частоты, выходящим из кристаллов, кварцевых генераторов и драйверов часов, но часто игнорируют другой тип линий периодической природы, например, определенные адресные линии.

Для периодических сигнальных линий (имеющих большие амплитуды спектра) не только необходимо избегать чрезмерной проводки на самой поверхности, но и для проводов, параллельных ей и примыкающих к ней внутри, также необходимо учитывать, является ли она разрешен выход из внутреннего слоя через переходные отверстия.

Подробности см.：Сигналы и системы,Основная ссылка“Преобразование Фурье и анализ частотной области”эта часть。

------------------------------------------------------------

Классическое описание случая

Когда определенный продукт был протестирован в режиме RE, наблюдалось сильное излучение на частоте 37,5 МГц. Кривая тестирования выглядит следующим образом:

Поскольку частота 37,5 МГц в три раза превышает частоту 12,5 МГц, мы подозревали, что это связано с кварцевым генератором на плате с частотой 25 МГц, поэтому мы отключили резистор сопротивлением 33 Ом на выходном конце. В результате излучение 37,5 МГц исчезло, а соседнее излучение исчезло. Частотный диапазон также был очень чистым. Это показывает, что точка частоты 37,5 МГц действительно связана с тактовой частотой 25 МГц.

После анализа мы обнаружили, что схема тактового сигнала на частоте 37 МГц выглядит следующим образом:

Адресные линии A0, A1, A2, A3 и A4 от FPGA, в необслуживаемом состоянии, согласно требованиям протокола, A3/A4 будут генерировать регулярные переменные сигналы 01010101..., запускаемые нарастающим фронтом Тактовая частота 25 МГц, а ее частота составляет 12,5 МГц. 37,5 МГц — третья гармоника. Протокол требует, чтобы 1F добавлялся каждый раз, когда изменяются уровни A0, A1 и A2, и чтобы сигнал не представлял собой прямоугольную волну, которая периодически меняется. Поскольку мы обычно считаем, что помехи адресной линии невелики и не будут вызывать периодических помех, мы не обращаем внимания при разводке печатной платы. Мы запускаем ее на поверхностном слое, и после достижения объединительной платы трасса очень длинная. это распространяется на другие отдельные платы. Фактически, сигнал в этих двух адресных строках представляет собой периодическую прямоугольную волну, которая точно такая же, как и форма тактового сигнала. Длинные трассы, периодически меняющиеся сигналы и поверхностные трассы приводят к тому, что излучение на этом участке линии превышает норму. Во время теста мы отключили согласующие резисторы двух адресных линий A3 и A4, и помехи на частоте 37,5 МГц исчезли, что доказало правильность нашего решения. После исправления конструктивных недостатков в последующих версиях платы помехи на частоте 37,5 МГц больше не возникали.

4. Необоснованное разделение заземляющего слоя источника питания.

Во время тестирования отсоединение заземления источника питания также является одной из наиболее распространенных проблем. Проблема разделения силовой плоскости заземления является старой проблемой проектирования ЭМС печатных плат. Разные инженеры имеют разные точки зрения, и даже сейчас нет единого мнения. На данный момент существует два мнения:

Точка зрения 1: Изолированная система заземления сигналов

GND отдельной платы является независимой системой и не связан с PGND. Он образует замкнутую систему с внутренней частью устройства и подключается к внешней стороне только через DC/DC. PGND на плате является расширением структуры объединительной платы и одиночной платы и используется для экранирования, рассеивания энергии защитных устройств и защиты от статического электричества. BGND — это обратная линия -48 В. В целях безопасности BGND должен быть подключен к корпусу конструкции. Обычно BGND и PGND закорачиваются на входе блока питания в оборудование. на шкафу питания оборудования.

В качестве обратной земли для цифровых сигналов GND в основном имеет связь с источником питания низкого напряжения. Его абсолютный потенциал не влияет на рабочее состояние. Важно создать стабильную разность потенциалов с источником питания устройства. работать. Следовательно, нет достаточных оснований подключать GND из опасения, что на нем будут уровни помех или что абсолютный потенциал будет не соответствовать корпусу. В настоящее время популярное соединение между GND и стойкой в ​​отрасли заключается в сдерживании высокочастотного шума на GND.

Земля и соответствующий источник питания действуют как изолированная система и не вызывают проблем с накоплением статического электричества. Существуют предпосылки для накопления статического электричества. Во-первых, между веществами должно быть взаимное трение; во-вторых, это трение может привести к переносу большого количества заряда; в-третьих, материалы, способные вызывать накопление статического электричества, часто являются изолирующими неметаллами; Сами вещества не могут. В воздухе происходит медленный процесс разряда. Металлы и другие проводящие материалы имеют свойство медленно разряжаться в воздух, поэтому они не склонны к накоплению статического электричества. Поскольку GND полностью изолирован во избежание трения с внешним миром, нет необходимости подключать резистор к структуре GND для разряда электростатических зарядов.

------------------------------------------------------------

Точка зрения 2: Единая система заземления сигналов

GND и структурный корпус изделия полностью объединены в одну сеть. PGND представляет собой структуру, а производная сеть структуры на задней (одинарной) плате представляет собой GND в электрической сети. Ключ к этому плану – как «объединиться»! Только «многоточечное заземление» может удовлетворить требования ЭМС при соединении заземления и конструкции. Поэтому каждая плата должна быть оснащена большой металлической пластиной и соединена винтами, чтобы обеспечить хорошее заземление, а расстояние между точками заземления соответствует правилу 1/20 длины волны.

Когда GND используется в качестве канала возврата сигнала, это GND, а когда он используется для электростатического разряда, экранирования и т. д., это PGND. Теоретической основой этого «одного места для двух целей» является теория высокочастотных цепей, электромагнитных полей и электромагнитных волн. Для любого сигнала сигнал возвращается через путь с наименьшим сопротивлением, а не через физический наименьший путь. На высоких частотах скин-эффект значителен. Даже у металлической пластины на передней и задней стороне имеются два канала для высоких частот. Принцип заземления с минимальным сопротивлением и скин-эффект гарантируют, что даже если GND подключен к конструкции, высокоскоростной обратный поток сигнала на землю не будет повсюду. Он всегда находится под сигнальной линией, соединенной с сигнальной линией и контуром. индуктивность сведена к минимуму. Этот подход возник по мере того, как частота сигнала электронных продуктов продолжает увеличиваться, а требования к электромагнитной совместимости становятся все более строгими. Трудность реализации этого плана заключается в том, что этот план учитывает высокие частоты, но имеет риск низкочастотных помех. Поскольку конструкция и GND фактически соединены друг с другом, конструкция должна быть хорошо соединена с землей. В противном случае помехи не только не будут устранены, но и приведут к помехам и повреждению устройства. Вторая трудность реализации данного решения – «заземление». Если земля одной платы подключена к конструкции через одну точку, она не является «землей» ЭМС. Следствием этого является то, что высокочастотные помехи все равно не сдерживаются, но низкочастотные помехи придаются. канал для проезда прямо. Заземление ЭМС должно соединять заземление с конструкцией в нескольких точках. Во-вторых, расстояние между точками заземления должно соответствовать 1/20 длины волны наибольшей основной рабочей частоты оборудования. В-третьих, нельзя полностью полагаться на заземленные винты. Одна плата должна иметь металлизированные отверстия с блестящей медью, непосредственно контактирующие «поверхность» с плоскостью конструкции, и быть плотно прижатыми. Винты могут быть изготовлены из нейлона. потому что винты не используются для заземления, и винты не могут достичь земли. Требования к высокочастотному заземлению. Реализация этих мер является единственным способом достижения цели «заземления GND». В противном случае это просто формальное заземление, а по сути «плохое заземление».

Преимущество этого решения состоит в том, что помехи на GND сбрасываются на землю через структурный низкоомный канал, что снижает амплитуду космического излучения и положительно влияет на ЭМС. Недостатком является то, что это увеличивает сложность системы заземления и увеличивает стоимость конструкции.

------------------------------------------------------------

Резюме: Сегментация предъявляет высокие требования к компоновке печатной платы. Если инженер печатной платы не владеет принципиальными схемами и не полностью понимает обратный путь каждого сигнала, необоснованная сегментация легко отрежет лучший обратный путь сигнала. тот, кто отрезан от лучшего обратного пути, должен возвращаться по другим каналам. Таким образом, обратный сигнал может иметь нежелательное явление, когда волки входят в стадо овец, а овцы входят в волков. Увеличение площади контура также приведет к усилению электромагнитного излучения. Поэтому старайтесь использовать единое заземление, а магнитные шарики можно использовать для изоляции разных типов заземлений. Как показано на рисунке ниже, магнитные шарики в пунктирном прямоугольнике изолируют AGND и PGND.

Добавьте комментарий к изображению, не более 140 слов (по желанию)

BGND — это обратная линия с напряжением 48 В. По той же причине BGND необходимо подключить к несущей конструкции и можно подключить в одной точке. Результатом этого решения является то, что земли на обоих концах постоянного/постоянного тока замыкаются накоротко через структуру. С точки зрения постоянного тока BGND, PGND и GND имеют равный потенциал. Чтобы добиться изоляции переменного тока на обоих концах входа и выхода постоянного/постоянного тока, обычно требуется, чтобы BGND имел только одноточечную структуру подключения и только на входе питания оборудования.

Для одиночных плат, использующих напряжение -48 В, следует обратить внимание на источник питания -48 В и заземляющую поверхность (кабели). На одной плате часть источника питания должна быть разделена отдельно, и необходимо уделить все внимание тому, чтобы не мешать работе. сигнальная часть на одной плате. Потому что цифровые помехи могут легко распространяться по линиям электропередачи.

------------------------------------------------------------

Классический случай: на землю источника питания -48 В влияет соединение с сигнальной землей.

Во время теста RE определенной основной полосы было обнаружено, что излучение в частотной точке 32,76 МГц было высоким, с квазипиковым значением 53,8 д Б, что превышало предел КЛАССА A почти на 4 д Б. Результаты показаны на рисунке. рисунок ниже:

Добавьте комментарий к изображению, не более 140 слов (по желанию)

В процессе позиционирования было обнаружено, что излучение исчезнет, ​​если основная плата управления не вставлена ​​в слот. Пока основная плата управления вставлена, излучение в этой точке будет существовать независимо от того, как настроены другие платы. В ходе процесса также было обнаружено, что при нанизывании на шнур питания магнитного кольца излучение в этой точке также исчезало. Чтобы определить путь связи источника излучения, мы сначала провели детальный анализ печатной платы объединительной платы и основной платы управления и обнаружили, что:

1) Тактовая дорожка CellBus согласована на обоих концах и согласована с уровнем VTT через подтягивающий резистор. Принципиальная схема выглядит следующим образом.

Добавьте комментарий к изображению, не более 140 слов (по желанию)

2) Плоскости питания VTT, -48V и -48V_GND перекрываются на большой площади.

Если конденсатор фильтра VTT выбран необоснованно, на уровень VTT могут возникнуть помехи. Поскольку уровень VTT и уровень источника питания -48 В перекрываются на большой площади главной платы управления, вероятно, будет возникать уровень источника питания -48 В. в сочетании с помехами.

Наконец, после позиционирования было подтверждено, что уровень питания VTT подвергся воздействию CellBus и был связан с уровнем питания -48 В, а затем излучался наружу через линию электропередачи, вызывая чрезмерное излучение.

5. Излучение однополюсной антенны 530K~1,71 МГц превышает стандарт.

1. Корпус 1-модуль питания DCDC

1) Излучение образца однополюсной антенны ИО превышает стандартное.

Как показано на рисунке ниже, стандартная линия (толстая зеленая линия) составляет 30 д Бу В/м, а испытание EUT — 55,19 д Бу В/м.

​картина5.1.1 тестFail

Поскольку спектр превышает стандартную полосу пропускания и является широким, можно определить, что он не вызван излучением часов или кварцевого генератора, превышающим стандарт, и первоначально определить, что излучение находится в источнике питания. Что в конечном итоге оказывает решающее влияние на ЭМС, так это шум входного порта. В этом случае частота U4 составляет 200 к Гц, а рабочий ток — 200 м А. Низкочастотный отказ при тестировании RE обычно вызван плохим импульсным источником питания и наземным обслуживанием.

Отчет об испытаниях на ЭМС производителя силового модуля DCDC. Скриншот элемента RE:

картина5.1.2 Failпричина

Как показано в фиолетовом прямоугольнике на рисунке выше, он полностью перекрывается с вышеупомянутой избыточной полосой частот ЭМС, поэтому помехи исходят от этого модуля питания DCDC.

---------------------------------

2) Схема установки теста ЭМС

картина5.1.3 Setup(CorelDRAW_X6рисовать)

---------------------------------

3) Процесс исправления

Исходные параметры схемы не могут пройти проверку.

Не закорачивайте диод D2, иначе превышение будет более серьезным, что указывает на то, что VIN U4 имеет прямое напряжение помех, которое передается наружу к кабелю, подключенному к LISN, образуя излучение. После подключения BAT+ и BAT- стандарт будет превышен, и сокращение длины кабеля не будет иметь никакого эффекта.

Здесь GND наконец подключен к шасси. Если GND и DGND подключены к одному и тому же заземлению, тест будет пройден. Тогда вам нужно только добавить путь переменного тока между двумя землями, и его полное сопротивление достаточно мало. Здесь модуль DCDC является источником напряжения, а BAT+, BAT- и их соединительные линии являются антеннами.

Фактический тест 10 н Ф работает очень хорошо. Как показано на рисунке ниже, оно ниже 20 д Бу В/м.

2. Случай 2. Уменьшите выходную индуктивность.

Методы поляризации антенны включают вертикальную и горизонтальную. Вообще говоря, ниже 30 МГц выбирается только вертикальная поляризация, а выше 30 МГц — вертикальная и горизонтальная поляризация.

Антенны можно просто разделить по частоте измерения: монопольные вертикальные антенны (ниже 30 МГц, только вертикальное направление поляризации), биконические антенны (30–300 МГц), логарифмические антенны (ниже 1 ГГц) и рупорные антенны (выше 1 ГГц).

Диапазон частот составляет 530–1,71 МГц, а частота сканирования — 9 к Гц. Обнаружено, что два широкополосных сегмента превышают стандарт, как показано в желтой области на рисунке ниже:

После предварительного анализа,Две ультрастандартные полосы частот должны были обрабатываться методом расширенного спектра.,Разность частот между двумя концами может быть рассчитана для получения значения частоты помех.,Рассчитайте разницу между двумя сигналами 1,385 МГц-985 к Гц = 400 к Гц.,Сравните все значения частоты помех платы на начальном этапе сортировки.,Подозреваемый в роли хозяинаиз400KHzизимпульсный источник питания&подсветка400KHzимпульсный источник питания(Металлическая задняя крышка)причина,Сначала попробуйте отключитьсяИсточник помех Импульсный источник питания 1–400 к Гц для подсветки (экранированный),Значительного улучшения не обнаружено,существуют Отключаемая подсветка на базе 400КГц,Отключитесь сноваИсточник помех 2-хостовой импульсный источник питания 400 к Гц,Никакой корреляции между питанием двух импульсных источников питания нет, и обнаружено, что оно превышает стандарт и исчезает.

На этом этапе анализа проблемы предполагается, что источником помех является суперпозиция 400 к Гц подсветки и 400 к Гц основного источника питания DCDC. Мы сделали защитную крышку для микросхемы источника питания 400 к Гц. Значение вклада излучения может быть невелико. Сначала мы проводим хост 400K. Оптимизация импульсного источника питания Гц анализируется с точки зрения источников помех, блокировки и разреженности. Сначала мы начинаем с точки зрения блокировки пути и разреженности. Методы связи делятся на общую импедансную связь, емкостную связь, индуктивную связь и космическое излучение. Для уже возникших проблем ① Проводимое излучение, если. С точки зрения, вы можете использовать последовательные резисторы/магнитные шарики. Учитывая низкую частоту, магнитные шарики в основном используются для фильтрации уровня МГц. Эффект низкочастотной обработки может быть не идеальным, и хорошие результаты не могут быть получены с точки зрения. Вы также можете рассмотреть разреженные методы, которые являются распространенными. Существует возможность отфильтровать заземляющий конденсатор, чтобы уменьшить расстояние связи и увеличить эффективную площадь контакта. Что касается доработки, мы пока не будем рассматривать ее для связи с космическим излучением, вы можете выбрать заземляющий экран. какой метод соединения классов, это тоже один из методов.

Мы добавили конденсатор емкостью 47 мк Ф на заднюю часть импульсного источника питания и провели повторное тестирование. Мы обнаружили, что эффект улучшился, но все же превысил стандарт. Кроме того, этот продукт имеет ограниченные и высокие требования к положению импульсного источника питания. , поэтому нам нужно попробовать другие методы.

Мы пытаемся проанализировать и решить проблему с точки зрения источников помех. Мы можем увеличить частоту переключения, уменьшить время переключения МОП-лампы, выбрать большую катушку индуктивности, поглощение RC-стабилизатора и т. д. При анализе схемы мы обнаружили, что В схеме импульсного источника питания выбран дроссель 470 н Гн. Максимальный ток внутренней нагрузки импульсного источника питания составляет 2 А, согласно формуле:

Чем больше дроссель, тем меньше пульсация. Поскольку нагрузка на чертеже рассчитывается в соответствии с максимальной нагрузкой 2 А, а пульсация рассчитывается в соответствии с 25% тока нагрузки, дроссель можно выбрать как 470 н Гн, но Фактический рабочий ток составляет около 0,7 А. Выберите Индуктивность 470 н Гн может привести к работе источника питания в режиме DCM. Я выбрал дроссель 4,7 мк Гн для повторного тестирования диапазона частот и обнаружил, что явление превышения стандарта хорошо разрешено.

Видя это, многие люди могут подумать, что импульсный источник питания хоста является основным фактором, вызывающим превышение. На самом деле это не так. При первом удалении источника помех 1 существенного снижения не произошло. При удалении источника помех 1, после удаления источника помех 2, превышение значительно уменьшается, что показывает только то, что источник помех 2 имеет самый большой порядок величины по сравнению с остальными источниками помех, поскольку единицей измерения ЭМС является д Б, что не простое сложение и вычитание десятичных чисел, я отвечу на конкретный анализ ниже. Наконец, мы восстанавливаем источник питания подсветки 400 к Гц и оптимизируем только схему импульсного источника питания хоста. Проблема сверхстандарта все еще может быть решена. Это показывает, что основным источником помех является только частота 400 к Гц. Оптимизация цепи хоста 400 к Гц может пройти испытание в этом диапазоне частот.

Оглядываясь назад на весь процесс, можно сказать, что в основном он был вызван неправильной оценкой нагрузки на ранней стадии проектирования и неудачным выбором подходящего индуктора. Это также хороший урок. Ниже я объясню, почему после удаления источника помех 1, а затем удаления источника помех 2, даже если амплитуда намного ниже, источник помех 2 не может считаться основным источником помех. Надеюсь, это может дать вам некоторую информацию.

После удаления источника помех 1 (импульсный источник питания подсветки) результаты испытаний существенно не улучшились. На основе удаления источника помех 1, а затем удаления источника помех 2 (хост-импульсный источник питания) было обнаружено, что результаты испытаний изменились. был значительно улучшен. Можно сказать, что источник помех 2 является «виновником»? Многие люди могут так думать, в том числе те, кто провел много испытаний на электромагнитную совместимость, но это неправда.

Прежде всего, ответ заключается в том, что источник помех 2 не обязательно является «виновником».

Почему RE в экспериментах по ЭМС измеряется в д Бмк В, а не в нашей обычно используемой расчетной единице В. При тестировании RE для расчета интенсивности излучения в частотной точке используется следующая формула:

В формуле: u1, u2, u3 — разные источники помех, независимые друг от друга.

Из формулы видно, что результат проверки RE — это не просто u1+u2+u3...

---------------------------------

Приведите пример для анализа и расчета результатов теста RE:

В определенном эксперименте результат теста RE составил 60 д Бу В. После удаления источника помех u1 результат теста RE составил 50 д Бу В. После удаления источника помех u1, а затем удаления источника помех u2 результат теста RE составил 20 д Бу В. источник помех u3, тест RE. Результат: 10 д Б. uV, если в процессе мышления не добавлять логарифмическую информацию, то можно интуитивно подумать, что удаление источника помех u1 не сильно поможет RE (оно лишь падает с 60dBuV до 50dBuV), тогда как удаление источника помех u2 наиболее эффективно для экспериментальные результаты (от 50dBuV до 20dBuV).

Если добавить логарифмическую информацию для анализа этой проблемы, фактический результат измерения RE составит 60 д Бн В, который преобразуется в десятичную форму: u1+u2+u3=1000 мк В;

После удаления источника помех u1 фактический результат измерения RE составляет 50 д Бн В, что в десятичном виде составляет u2+u3=316 мк В;

После удаления источника помех u2 фактический результат измерения RE составляет 20 д Бн В, что в десятичном виде составляет u3=10 мк В.

Из приведенных выше результатов расчета легко видеть, что u1=784мк В, u2=315мк В, u3=10мк В.

На самом деле u1 — самый важный фактор помех, за ним следует u2, а u3 — наименьший из трех.

---------------------------------

Вернемся к вопросу, поставленному в начале. Почему источник помех u2 не обязательно является «виновником»? Существует также ситуация, когда форма сигнала практически не меняется после удаления источника помех 1 (только уменьшение менее чем на 1 д Бмк В или менее). меньше) ), амплитуда сильно падает после удаления источника помех 2. В это время также можно сказать, что «виновником» является источник помех 2.

Отладка эксперимента по ЭМС сама по себе является напряженной работой как морально, так и физически. Затрачивая время на вычисление основного источника помех, один за другим, можно увеличить рабочую нагрузку. Итак, как быстро обнаружить проблему источника помех RE?

После принятия мер по устранению источника помех, даже если нет очевидного улучшения, не отказывайтесь от этой меры. Вместо этого продолжайте удалять другие возможные источники помех на основе удаления источника помех до тех пор, пока не будет удален определенный источник помех. Установлено, что излучение может с определенным запасом соответствовать экспериментальным требованиям. В это время мероприятия по устранению других источников помех можно прекратить.

Следующим шагом является добавление предыдущих источников помех один за другим. Первое, что следует учитывать, — это те меры, которые являются более дорогостоящими или трудными для реализации. Когда этот источник помех добавляется без превышения стандарта, вы можете продолжать добавлять меры для других. источники помех до тех пор, пока после добавления определенного источника помех не будет обнаружено, что экспериментальные стандарты не могут быть соблюдены, поэтому мы можем сосредоточиться на остальных источниках помех.

6. Другие причины чрезмерного облучения

Когда тест на излучение не проходит, многие тестировщики любят анализировать причины превышения стандарта со стороны печатной платы. Помимо компоновки и разводки печатной платы, решающую роль в излучаемых излучениях также будут играть некоторые конструкции печатных плат.

1) Для этого типа схем сначала рекомендуется использовать схему согласования линии тактовой частоты. Нарастающий фронт тактового сигнала является важным фактором в определении внешнего излучения, а согласующая схема может напрямую определять качество тактового сигнала. Например, для схемы синхронизации, которая согласована вначале, неправильный выбор или небольшое сопротивление последовательного соединения в начале могут вызвать большие помехи в линии синхронизации.

2) Схема развязки. Схема развязки на выводе питания также является важным фактором, влияющим на RE.

3) Другие необоснованные схемы.

------------------------------------------------------------

Классический случай: соединительный конденсатор PGND-GND вызывает чрезмерное излучение.

Во время теста RE продукта Datacom частота 165 МГц не соответствовала требованиям по запасу класса A. Результаты теста следующие:

Проверьте разводку платы и обнаружите, что схема разделения земли следующая:

Поскольку частота шины одной платы составляет 33 МГц, а 165 МГц ровно в 5 раз превышает частоту 33 МГц, анализируется, что помехи могут передаваться от GND к PGND и передаваться через сетевой кабель, что приводит к чрезмерному излучению. На рисунке выше вы можете видеть, что перекрестный конденсатор подключается не напрямую между двумя контактами между PGND и GND, а от провода GND к PGND, а затем подключается к перекрестному конденсатору. Поэтому есть подозрение, что это проводка. связывание помех с PGND, так что поперечный конденсатор не оказывает никакого влияния. Сотрите след и повторите проверку. Результаты проверки следующие:

Точка частоты 165 МГц практически исчезла. Чтобы подтвердить, имеет ли подключение конденсатора к делителю заземления тот же эффект, что и его отключение, я подключил конденсатор к делителю заземления и провел повторное тестирование. Было обнаружено, что результат все еще превышает стандарт. .

Этот случай показывает, что емкостное соединение между GND и PGND иногда приводит к тому, что помехи на GND соединяются с PGND, вызывая помехи на PGND, а затем распространяясь по кабелю, вызывая превышение стандарта излучения.

Инженеры по сертификации продукции накопили многолетний опыт работы в отрасли и обобщили серию анализов причин, по которым излучение продукции превышает стандарты. Это взаимосвязь между портами питания серии (4) и излучаемыми излучениями. Чрезмерное излучение, вызванное источником питания, означает явление, когда помехи внутри системы подаются на линию электропередачи по различным каналам, выводятся из оборудования по линии электропередачи, а затем излучаются через линию электропередачи.

Излучение источника помех в окружающее пространство можно рассчитать на основе теории распространения антенн и радиоволн. Условия космического излучения заключаются в том, что должен быть синфазный источник возбуждения и синфазная антенна. Пока между любыми двумя металлическими телами существует разность радиочастотных потенциалов, формируется асимметричная дипольная антенна. Шум в системе является источником синфазного возбуждения. Вынутый из шкафа шнур питания можно рассматривать как один полюс антенны. Синфазное излучение шнура питания может быть примерно эквивалентно излучению монополя. антенна. Модель выглядит следующим образом:

Формула распределения излучения в дальней зоне монопольной антенны в свободном пространстве примерно следующая:

I — ток, L — длина кабеля, а контрольная точка r — расстояние от антенны.

Применимым условием приведенной выше формулы является то, что распределение тока на антенне игнорируется, и она применима к случаю, когда провод рассматривается как короткая линия. Эту формулу можно использовать для оценки интенсивности излучения линий электропередачи ВИЭ и сигнальных линий. Поскольку общее излучение кабеля является широкополосным, полоса частот обычно составляет 200 МГц. Особенно для линий электропередачи излучение в основном концентрируется в пределах десятков МГц. Согласно скорости волны V=300М м/с, частота 50МГц соответствует длине волны λ=6м, то есть 300М м/с/50МГц=6м. Согласно требованиям к целостности сигнала, длина трассы составляет менее одной двадцатой длины волны, что означает, что она может проходить около 30 см на печатной плате. Требуется настройка терминала, иначе сигнал будет искажен. Длина обычных шнуров питания не превышает 2 м, и их можно рассматривать как короткие линии.

Используйте датчик тока, прикрепив его к шнуру питания или сигнальному жгуту оборудования, измерьте ток на жгуте, возьмите среднее значение и поместите его в приведенную выше формулу, чтобы оценить распределение напряженности поля в дальней зоне поля.

Существует множество проблем, связанных с превышением стандарта RE по причине проблем с электропитанием. Подводя итог, можно сказать, что конкретными формами превышения стандарта RE из-за проблем с электропитанием являются:

1) Проблема с установкой фильтра. При установке фильтра убедитесь, что корпус фильтра хорошо заземлен. Потому что помехи, которые мы хотим рассмотреть, — это в основном вертикальные помехи, то есть помехи земле. Если фильтр плохо заземлен, помехи продольной моды не могут быть отфильтрованы. Во-вторых, место установки фильтра. В качестве устройства подавления кондуктивных помех фильтр также следует использовать совместно с шасси (экраном). Входной конец интерференционного сигнала должен находиться внутри экрана, а выходной конец, если возможно, должен быть подключен к внешней стороне экрана. Таким образом, помехи изнутри корпуса не будут ни проходить через шнур питания, ни распространяться в пространство.

Способ установки сетевого фильтра на щитке

2) Это наиболее распространенная ошибка, которую мы совершаем: объединение или прокладка параллельных кабелей с другими кабелями, которые были отфильтрованы. Из-за большой распределенной емкости между кабелями помехи могут легко передаваться от других кабелей на «чистые» линии электропередачи и распространяться наружу через линии электропередачи.

3) Модуль питания слишком сильно мешает или неисправна одноплатная схема питания. Будь то внешний источник питания или источник питания собственной разработки, если в конструкции есть недостатки и помехи слишком велики, это может привести к сильному внешнему излучению независимо от того, соответствует ли системный фильтр требованиям. Общие проблемы при проектировании схем фильтров в блоке питания включают проблемы силового контура, неправильный выбор компонентов схемы фильтра, форму схемы фильтра, расположение и компоновку схемы фильтра (которая склонна к взаимодействию между передним и задним каскадами). ), а также проблемы с заземлением в цепи фильтра и т. д.

В процессе тестирования наиболее распространенными мерами, которые тестеры могут предпринять для обнаружения порта питания на одной плате, являются изменение значения дифференциальной или синфазной емкости схемы фильтра и замена размера синфазного индуктора. Вообще говоря, чем больше емкость конденсаторов дифференциального и синфазного фильтра, тем лучше. Однако, если емкость слишком велика, возникнут такие проблемы, как удары при включении питания, искрение и чрезмерный ток утечки. дросселя фильтра, тем лучше. На него также накладываются ограничения по скорости и объему потока.

Есть такой опыт в процессе позиционирования теста на излучаемое излучение: после неудачного первого теста отключите все кабели и продолжите тест. Если без кабелей помехи значительно уменьшаются, тестеру необходимо начать с анализа кабеля. чрезмерное излучение.

------------------------------------------------------------

Причины излучения кабеля

Синфазное излучение играет решающую роль в излучении кабеля. Типичный кабель можно рассматривать как антенну с монопольным приводом, а поле его излучения можно рассчитать с помощью простой модели:

1) Длина кабеля L превышает 1/4 рабочей длины волны [т. е.: L(м)≥75/f(МГц)], и

2) Высота H кабеля от земли превышает примерно 0,1 рабочей длины волны, [т.е. H(м)≥30/f(МГц)]

Тогда его можно рассчитать по следующей формуле:

В формуле Icm — синфазный ток (м А), а D — расстояние до приемной антенны (м).

Источники синфазных помех можно разделить на две части. Один из них — это сигнал, преобразованный из сигнала дифференциального режима в кабеле, а другой — источник синфазных помех в системе, который напрямую связан с синфазным сигналом в кабеле. К наиболее частым причинам проблем с кабелем при тестировании относятся:

1) Разъем кабеля плохо подсоединен к корпусу

Разъем представляет собой устройство, проникающее в корпус оборудования. Если разъем плохо подсоединен к корпусу, помехи внутри системы будут выведены изнутри корпуса и излучаться через кабель. Мы полагаем, что из-за скин-эффекта источник помех на печатной плате индуцирует сильные помехи тока/напряжения, подобные волнам, на внутренней поверхности корпуса. По нашему мнению, до тех пор, пока зазор на корпусе не превышает 1/20 длины волны. что эти помехи существуют только на машине на внутренней поверхности корпуса. Как показано на рисунке ниже, если разъем и корпус плохо соединены, между поверхностью разъема и внутренней поверхностью корпуса должна быть большая распределенная емкость (поскольку расстояние очень мало), и помехи на внутренняя поверхность корпуса легко подсоединяется к разъему, выводится из корпуса через разъем и вызывает внешнее излучение на кабеле.

Многие инженеры-конструкторы полагают, что при проектировании разъема его оболочка уже хорошо соединена с землей на печатной плате через заземляющий контакт, поэтому разъем не нужно подключать к шасси. На самом деле, основная цель подключения экранированного разъема к шасси — не простое металлическое перекрытие, а создание сплошного экрана из шасси. Можно сказать, что экранирующий слой экранированного кабеля является продолжением экранирующей оболочки.

Внутренние помехи передаются из корпуса через разъем изображение

Когда разъем и внутренняя поверхность корпуса хорошо перекрываются, разъем и корпус образуют сплошной экран. Можно считать, что помехи на корпусе существуют только на внутренней поверхности экрана, а соединение - вне корпуса. Если на устройстве нет помех, то и излучения кабеля не будет.

Разъем хорошо перекрывается и указывает на внутренние помехи.

2) Плохое перекрытие оболочки кабельной вилки и слоя экрана кабеля.

По этой причине излучаемое излучение превышает стандарт, и для подтверждения необходимо снять вилку кабеля. Экран кабеля должен перекрывать корпус разъема на 360 градусов. Надо признать, что особенно для стыков БД возникают определенные технические проблемы при перекрытии. В настоящее время мы полагаемся на метод намотки и сварки ленты из медной фольги для перекрытия, которая склонна к плохому перекрытию. Плохое перекрытие означает, что в экране, состоящем из экрана разъема и экрана кабеля, открывается отверстие, в результате чего помехи, изначально существовавшие на внутренней поверхности проводника, просачиваются на внешнюю поверхность, вызывая внешнее излучение.

3) Неправильное обращение с кабелями, экран которых должен быть заземлен с обоих концов.

К этому типу кабеля относятся многожильные линии Е1, абонентские линии и т. д. Во время тестирования убедитесь, что экранирующий слой на удаленном разъеме хорошо заземлен, и поместите удаленный разъем под проигрыватель в темной комнате, чтобы предотвратить излучение помех на внутренних проводах наружу наружу. Потому что какой бы длины ни был экранированный кабель, внутренние жилы всегда будут выступать из экранирующего слоя. В это время в экранирующем слое будет разрыв, и внутренние помехи будут вытекать из этого зазора и излучаться наружу. .

Теоретически, для сигналов частотой ниже 100 к Гц ~ 1 МГц, чтобы избежать помех от контура заземления, экранированный провод должен быть заземлен на одном конце для более высокочастотных сигналов, когда длина прокладки кабеля может быть сравнима с длиной волны сигнала, чтобы избежать застоя; Эффект волн, используйте многоточечный метод заземления для экранированного провода. Для широкополосного сигнального кабеля, если он передает как низкочастотные сигналы, так и высокочастотные сигналы, то для учета способов заземления разных частот необходимо использовать гибридное заземление. Фактически внешнее излучение низкочастотных сигналов относительно невелико, и даже нет необходимости использовать экранированные кабели. Целью использования экранированных кабелей является ограничение высокочастотных внешних помех, поэтому следует использовать многоточечное заземление. Имейте в виду, что несколько точек заземления могут вызвать проблемы с контуром заземления, хотя эта проблема не всегда может быть очевидна в лабораторных условиях.

4) Прокладка сигнальных кабелей

Если кабель с большим током помех не имеет условий для внешнего излучения (например, короткая длина кабеля и т. д.), он не будет вызывать внешних помех. Однако если между таким кабелем и другими кабелями существует связь, это может вызвать помехи. Эти помехи возникают в кабелях с внешними условиями излучения, вызывая помехи. Поэтому некоторые кабели с высокой скоростью и высоким уровнем помех, такие как кабели E1, кабели XDSL, кабели E3, кабели 155M, кабели часов и т. д., при прокладке в шкафу можно прокладывать близко к корпусу шкафа и пропускать через них. между кабелем и шкафом Распределенная емкость обеспечивает низкоомный интерфейсный путь для высокочастотных помех. В то же время прокладывайте кабели отдельно и соблюдайте расстояние от других кабелей.

Упорядоченная прокладка кабелей не только выглядит красиво и аккуратно, но и помогает уменьшить зацепление между кабелями. Это должна стать привычкой, которую должен выработать каждый тестер.

5) Металлический корпус проходит сквозь экранированный корпус без перекрытия.

Любой металл, проходящий через металлический экран, может вызвать внутренние помехи. Вывод экранированного кабеля непосредственно из шкафа без перекрытия также является проблемой, которую испытатели продукции часто упускают из виду во время тестирования. Выход следует обернуть металлической сеткой, соединенной со шкафом, или следует использовать кабельный желоб с металлической сетчатой ​​подушкой. . Захватите экран кабеля.

6) Другие недостатки конструкции.

При наличии дефектов в конструкции кабеля, таких как малая плотность и плохая балансировка экранирующего слоя или большая мощность сигнала в цепи, возникают проблемы с качеством сигнала, а компоненты фильтра не соответствуют требованиям и т. д. ., это также приведет к тому, что излучение кабеля превысит стандарт.

------------------------------------------------------------

Типичный анализ случая

1) Излучение, вызванное заземляющим проводом шкафа

Как показано на рисунке ниже, когда продукт B был протестирован на излучаемое излучение, было обнаружено, что в низкочастотном диапазоне от 30 до 300 МГц наблюдались сильные помехи без бизнес-линий, а только линии электропередачи постоянного тока и заземляющие провода, превышающие класс B. ограничение примерно на 20 д БВ/м. После расследования было установлено, что BGND и PGND изделия B были соединены внутри машины и подключены к экрану шкафа через более длинный провод AG.

Поскольку линия AG длинная, на ней имеется относительно большой высокочастотный импеданс, который может эффективно воспринимать различные сигналы помех в машине. Между корпусом шкафа и точкой заземления A существует высокочастотное напряжение VAG, а заземляющий провод AG образует передающую антенну, в результате чего излучаемое излучение всей машины серьезно превышает стандарт.

Измените заземляющий провод так, чтобы он находился снаружи машины, и закоротите PGND и шкаф напрямую, чтобы AG было примерно 0, то есть VAG = 0, устранив таким образом антенный эффект между заземляющим проводом и корпусом шкафа. После улучшения тест был повторно протестирован. Как видно из рисунка ниже, низкочастотное излучение значительно снизилось, а излучение всей машины находится ниже предельной линии класса B с запасом в 6 д Б.

Этот случай говорит нам: заземляющий провод внутри экрана должен быть коротким, чтобы гарантировать, что внутренние помехи не связаны с заземляющим проводом. Для экранированных шкафов точка заземления должна находиться на внешней поверхности шкафа. Для неэкранированных шкафов точка заземления должна находиться на внешней поверхности шкафа. Если необходимо выбрать внутреннюю поверхность, внутренняя проводка должна быть короткой.

---------------------------------

2) Плохое перекрытие разъемов кабеля приводит к чрезмерному излучению.

Испытание на излучение определенного продукта превысило стандарт. После позиционирования, когда линия E1 была подключена к оборудованию, результат испытания на излучение превысил стандарт. Было подтверждено, что проблема связана с портом E1.

После разборки кабеля Е1 и интерфейсного разъема выяснилось, что экранирующая оплетка кабеля Е1 была лишь приварена к металлической оболочке разъема DB68 через несколько металлических проволок. В условиях высоких частот должно быть большое сопротивление переменного тока на нескольких металлических проводах, а это означает, что между экранирующим слоем кабеля и экранирующим кожухом оборудования не может быть образован электрически непрерывный экран. Помехи на внутренней поверхности корпуса могут просачиваться из зазора, образованного между слоем экрана кабеля и корпусом, соединяться со слоем экрана кабеля и образовывать внешнее излучение.

Оберните экранирующий слой кабеля E1 и металлическую оболочку разъема DB68 медной фольгой и заварите места пересечения между медной фольгой и экранирующим слоем, а также между медной фольгой и медной фольгой так, чтобы медная фольга и разъем хорошо перекрывается. После обработки результаты испытаний могут полностью соответствовать предельным требованиям и при этом соответствовать запасу.

Обработанный кабельный разъем E1 и экранирующий слой образуют единое целое.

---------------------------------

3) Тест на ЭМС 30 МГц не пройден.

Микроскоп компании проходит испытания на электромагнитную совместимость. Основным механизмом является внешний адаптер переменного/постоянного тока (далее адаптер), который подключается к внутренней части микроскопа. Внутри находится печатная плата диммера. Эффект был очень плохим. Сначала вход платы диммера. Выходная клемма подключается к синфазному индуктору и т. д., который подавляет электромагнитные помехи на частоте 40 МГц и 80 МГц. Однако частота 30 МГц все еще превышает 5 д Б, и к внутреннему диммеру добавляется экран из медной фольги. плата не решает проблему хорошо.

Кроме того, случайно услышал, что запас по питанию будет влиять на ЭМИ. Попробовал и настроил яркость галогенной лампы на максимум. Прошло, но при уменьшении яркости не получилось. В зависимости от нагрузки меняется рабочая частота адаптера. Каждый раз, когда антенна приемника электромагнитных помех превышает стандарт, когда она находится в вертикальном положении.

ps: Адаптер должен быть обычной марки MEAN WELL и иметь сертификацию EMC. Стандарты тестирования могут требовать различных требований.

Я снял панель диммера с зарубежного микроскопа и установил на нашу машину. Она также превысила стандарт на 30 МГц. Однако с помощью зонда ближнего поля и анализатора спектра было проверено, что излучение от панели диммера оказалось гораздо меньшим.

Окончательное решение: для 30 МГц производитель должен предоставить соответствующее магнитное кольцо, добавить его к выходному порту адаптера и дважды обернуть вокруг него.

7. Решение для защиты от электромагнитных помех

1. Конструкция импульсного источника питания с электромагнитными помехами.

1) Общие стратегии реагирования на электромагнитные помехи перед переключением источника питания

(1) Используйте входной фильтр электромагнитных помех переменного тока.

Обычно существует два пути передачи тока помех по проводам: синфазный и дифференциальный. Синфазные помехи — это помехи между несущей жидкостью и землей: помехи постоянны по размеру и направлению и существуют между любым относительным заземлением в источнике питания или между нейтральной линией и землей. В основном они создаются du/dt. , и di/dt также генерирует определенное количество синфазных помех. Помехи дифференциального режима — это помехи между несущими жидкостями: помехи равны по величине и противоположны по направлению и существуют между фазовой линией и нейтральной линией источника питания, а также между фазовой линией и фазовой линией. Когда ток помех передается по проводу, он может проявляться как в синфазном, так и в дифференциальном режиме, но только после того, как ток синфазных помех превратится в ток дифференциальных помех, он может создавать помехи полезному сигналу;

На входной линии переменного тока существуют два вышеупомянутых вида помех: обычно низкочастотные дифференциальные помехи и высокочастотные синфазные помехи. В нормальных условиях дифференциальные помехи имеют небольшую амплитуду и низкую частоту, что приводит к небольшим помехам. Синфазные помехи имеют большую амплитуду и высокую частоту, а также могут создавать излучение по проводам, вызывая более сильные помехи. Если на входе переменного тока используются соответствующие фильтры электромагнитных помех, можно эффективно подавить электромагнитные помехи. Основной принцип работы фильтра электромагнитных помех в линии электропередачи показан на рисунке 1. Конденсаторы дифференциального режима C1 и C2 используются для короткого замыкания тока дифференциальных помех, а конденсаторы заземления промежуточного соединения C3 и C4 используются для короткого замыкания тока помех. ток синфазных помех. Синфазный дроссель состоит из двух катушек одинаковой толщины, намотанных в одном направлении на магнитном сердечнике. Если магнитная связь между двумя катушками очень сильная, индуктивность рассеяния будет очень маленькой, а реактивное сопротивление дифференциального режима станет очень малым в диапазоне частот линии электропередачи, когда ток нагрузки протекает через синфазный дроссель; Серия Линии магнитного поля, генерируемые катушками на фазовой линии, и линии магнитного поля, генерируемые катушками, соединенными последовательно на нейтральной линии, имеют противоположные направления и нейтрализуют друг друга в магнитном сердечнике. Следовательно, сердечник не насыщается даже при больших токах нагрузки. Что касается тока синфазных помех, то магнитные поля, генерируемые двумя катушками, имеют одинаковое направление и обладают большой индуктивностью, что ослабляет сигнал синфазных помех. Здесь в синфазном дросселе следует использовать ферритовые магнитные материалы с высокой магнитной проницаемостью и лучшими частотными характеристиками.

Изображение 1. Базовая схема фильтра шнура питания.

------------------

(2) Используйте контур поглощения для улучшения формы сигнала переключения.

Во время процесса включения и выключения трубки или диода переключателя из-за наличия индуктивности рассеяния трансформатора, линейной индуктивности, накопительной емкости диода и распределенной емкости на концах коллектора и эмиттера переключателя легко генерируются пиковые напряжения. трубка и на диоде. Обычно используется схема поглощения RC/RCD. Схема поглощения перенапряжения УЗО показана на рисунке 2.

Изображение 2: Схема поглощения перенапряжения УЗО

Когда напряжение на контуре поглощения превышает определенную амплитуду, каждое устройство быстро включается, тем самым разряжая энергию перенапряжения и ограничивая перенапряжение определенной амплитудой. Катушка с насыщающимся магнитным сердечником или микрокристаллический магнитный шарик соединены последовательно с коллектором трубки переключателя и положительным выводом выходного диода. Материалом обычно является кобальт (Co). Когда через магнитный сердечник проходит нормальный ток, он насыщается. и индуктивность очень мала. Как только ток течет в обратном направлении, он генерирует большую обратную электродвижущую силу, которая может эффективно подавлять обратный импульсный ток диода VD.

------------------

(3) Использование технологии частотной модуляции переключения

Технология управления частотой основана на том, что энергия коммутационных помех в основном сосредоточена на определенной частоте и имеет большой спектральный пик. Если эту энергию можно распределить в более широком диапазоне частот, можно достичь цели уменьшения пика спектра помех. Обычно существует два метода обработки: метод случайной частоты и метод частоты модуляции.

Метод случайной частоты добавляет случайную составляющую возмущения к интервалу переключения схемы, так что энергия помех переключения распределяется в определенном диапазоне полос частот. Исследования показывают, что спектр коммутационных помех меняется от исходной дискретной пиковой импульсной помехи к непрерывной распределенной помехе, а ее пиковое значение значительно падает.

Метод частотной модуляции заключается в добавлении волн модуляции (белого шума) к пилообразной волне, формировании боковых полос вокруг дискретных полос частот, вызывающих помехи, и модуляции дискретных полос частот помех в распределенную полосу частот. Таким образом, энергия помех распределяется по этим распределенным полосам частот. Этот метод управления позволяет хорошо подавлять помехи при включении и выключении, не влияя при этом на рабочие характеристики преобразователя.

------------------

(4) Принять технологию мягкого переключения.

Одним из помех импульсного источника питания является du/dt при включении/выключении трубки переключателя мощности. Поэтому уменьшение du/dt трубки переключателя мощности является важной мерой по подавлению помех. импульсный источник питания. Технология мягкого переключения может уменьшить du/dt переключающей трубки вкл/выкл.

Если в схему переключения добавить небольшой резонансный компонент, такой как катушка индуктивности или конденсатор, образуется вспомогательная сеть. Процесс резонанса вводится до и после процесса переключения, так что напряжение падает до нуля перед включением ключа. Это позволяет устранить перекрытие напряжения и тока во время процесса включения и уменьшить или даже устранить потери и помехи при переключении. Эта схема называется схемой мягкого переключения.

В соответствии с вышеизложенным принципом можно использовать два метода, то есть обнулить ток перед выключением переключателя, чтобы при выключении переключателя не возникало потерь и помех. Этот метод отключения называется нулевым. выключение тока или когда переключатель выключен. Если до включения переключателя напряжение равно нулю, при включении переключателя не будет никаких потерь или помех. Этот метод включения называется включением при нулевом напряжении. -на. Во многих случаях уже не указывается, что он включен или выключен, а только переключение при нулевом токе и переключение при нулевом напряжении. Принципиальная схема показана на рисунке 3 и рисунке 4.

Рисунок 3. Резонансный контур переключения при нулевом напряжении.

изображение 4: Резонансный контур переключения при нулевом токе

Обычно используется технология управления схемой мягкого переключения в сочетании с разумной компоновкой компонентов, разводкой печатной платы и технологией заземления, что может в определенной степени уменьшить электромагнитные помехи импульсных источников питания.

------------------

(5) Оптимизация трансформатора

------------------

(6) Принять меры по электромагнитному экранированию.

Как правило, меры электромагнитного экранирования могут эффективно подавлять помехи электромагнитного излучения импульсных источников питания. Меры по экранированию импульсного источника питания в основном предназначены для коммутационных ламп и высокочастотных трансформаторов. Переключающая трубка во время работы выделяет большое количество тепла, и на ней необходимо установить радиатор, чтобы между коллектором переключающей трубки и радиатором создавалась большая распределенная емкость. Поэтому между коллектором и теплоотводом трубки переключателя размещается изолирующий экранирующий металлический слой, а радиатор подключается к заземлению шасси, а металлический слой подключается к нулевому потенциалу горячего конца, чтобы уменьшить связь. емкость между коллектором и радиатором, тем самым уменьшая излучаемые помехи от радиатора. Для высокочастотных трансформаторов структуру магнитного проводника следует сначала выбрать на основе экранирующих свойств магнитного проводника. Например, если используются железный сердечник горшкового типа и железный сердечник типа El, экранирующий эффект магнитного проводника будет усиливаться. быть очень хорошим. Если трансформатор имеет внешнее экранирование, экранирующая коробка не должна располагаться близко к внешней стороне трансформатора, и следует оставить определенный воздушный зазор. Если используется многослойный экран с воздушным зазором, эффект экранирования будет лучше. Кроме того, в высокочастотных трансформаторах часто необходимо устранить распределенную емкость между первичной и вторичной катушками. Для уменьшения между катушками по всей длине катушки можно разместить ленточное кольцо разомкнутого типа из медной фольги. связь между ними, это кольцо разомкнутой цепи соединено как с железным сердечником трансформатора, так и с землей источника питания, играя роль электростатического экранирования. Если позволяют условия, добавьте ко всему импульсному блоку питания экран, который лучше подавит радиационные помехи.

---------------------------------

2) Фактическая стратегия устранения электромагнитных помех после переключения конструкции источника питания – проводящая часть

(1) Помехи дифференциального режима преобладают в пределах 1 МГц.

1,150 к Гц ~ 1 МГц — это в основном дифференциальный режим, дифференциальный режим 1 ~ 5 МГц и общий режим работают вместе, а после 5 МГц это в основном общий режим. Дифференциальные помехи делятся на емкостную связь и индуктивную связь. Как правило, помехи выше 1 МГц являются синфазными, а низкочастотный диапазон — дифференциальными. Используйте резистор последовательно с конденсатором, а затем подключите его к выводу конденсатора Y. С помощью осциллографа измерьте напряжение на двух выводах резистора, чтобы оценить синфазные помехи.

2. Добавьте дроссель или резистор дифференциального режима за предохранителем.

3. Источник питания малой мощности может быть обработан фильтром типа PI (рекомендуется, чтобы электролитический конденсатор рядом с трансформатором был большего размера).

4. Индуктивность дифференциального режима во входных частях EMI π-типа отвечает только за низкочастотные электромагнитные помехи. Не выбирайте слишком большой размер (слишком большой размер DR8, лучше использовать резистор типа DR6). ), иначе излучение будет трудно пройти. При необходимости можно нанизать магнитные бусины, т.к. высокая частота будет лететь прямо на передний конец и не будет следовать за линией.

5. Когда проводимость холодная, она превышает стандартную на 0,15~1 МГц, а при горячем двигателе существует запас в 7 д Б. Основная причина заключается в том, что значение первичной понижающей емкости DF слишком велико. ESR относительно велико, когда двигатель холодный, и ESR относительно мало, когда двигатель горячий. Ток переключения формирует напряжение переключения на ESR, которое будет. нажмите ток, текущий между линиями LN. Это дифференциальный режим. Решение состоит в том, чтобы использовать электролитический конденсатор с низким ESR или добавить между двумя электролитическими конденсаторами дроссель дифференциального режима.

6. Решение для всегда превышения стандарта при тестировании 150 к Гц: увеличьте емкость X и посмотрите, можно ли ее уменьшить. Если она уменьшена, это означает помехи в дифференциальном режиме. Если особого эффекта нет, то это синфазные помехи, или можно несколько раз намотать шнур питания на большое магнитное кольцо. Если он выходит из строя, это означает, что это синфазные помехи. Если интерференционная кривая сзади очень хорошая, уменьшите емкость Y и посмотрите, нет ли проблем с компоновкой, или добавьте магнитное кольцо спереди.

7. Индуктивность однообмоточного индуктора во входной части PFC можно увеличить.

8. Компоненты схемы ШИМ регулируют основную частоту примерно до 60 к Гц.

9. Плотно прижмите кусок медного листа к сердечнику трансформатора.

10. Индуктивность с обеих сторон синфазного индуктора асимметрична. Если на одной стороне на один виток меньше, это может привести к тому, что проводимость 150 к Гц ~ 3 МГц превысит стандарт.

11. Как правило, существует две основные точки генерации проводимости: около 200 к Гц и 20 МГц. Эти точки также отражают производительность схемы; частота около 200 к Гц — это в основном всплеск, вызванный индуктивностью утечки; около 20 МГц — это в основном шум цепи; выключатель. Если с трансформатором обращаться неправильно, к нему будет добавлено большое количество излучения. Даже экранирование бесполезно, поскольку излучение не может пройти через него.

12. Замените входной понижающий конденсатор на конденсатор с низким внутренним сопротивлением.

13. Для источника питания без Y-CAP при намотке трансформатора сначала намотайте первичную обмотку, затем намотайте вспомогательную обмотку и закройте вспомогательную обмотку в одну сторону, а затем намотайте вторичную обмотку.

14. Параллельно синфазному дросселю подключить резистор номиналом от нескольких к Ом до десятков к Ом.

15. Защитите синфазный дроссель медной фольгой и подключите его к земле большого конденсатора.

16. При проектировании печатной платы синфазный индуктор и трансформатор должны быть разделены, чтобы избежать взаимных помех.

17. Магнитные бусины презерватива.

18. Для трехпроводных входов емкость конденсатора Y, соединяющего два входящих провода с землей, уменьшена с 2,2н Ф до 471.

19. Для тех, у кого двухступенчатая фильтрация, конденсатор X 0,22 мк Ф в заднем каскаде может быть удален (иногда передний и задний конденсаторы X могут вызывать колебания).

20. В схеме фильтра π-типа на печатной плате рядом с трансформатором находится понижающий конденсатор. Этот конденсатор мешает каналу L, проводящему частоту 150 К ~ 2 МГц. Метод улучшения заключается в обертывании конденсатора медью для его экранирования. и подключите его к земле, или используйте небольшую печатную плату, чтобы изолировать этот конденсатор от трансформатора и печатной платы. Либо выставьте этот конденсатор, либо замените его на небольшой конденсатор.

21. В схеме фильтра π-типа на печатной плате рядом с трансформатором находится понижающий конденсатор. Этот конденсатор будет мешать каналу L, проводящему 150 К~2 МГц. Метод улучшения заключается в использовании 1 мк Ф/400 В или 0,1. Конденсатор мк Ф/400 В для этого конденсатора. Вместо конденсатора увеличьте другой конденсатор.

22. Добавьте небольшой дроссель дифференциального режима емкостью в несколько сотен мк Гн перед дросселем синфазного режима.

23. Оберните трубку переключателя и радиатор куском медной фольги, закоротите оба конца медной фольги вместе, а затем соедините ее с землей медным проводом.

24. Оберните синфазный дроссель куском меди и заземлите его.

25. Накройте трубку переключателя металлом и заземлите ее.

26. Увеличение емкости конденсатора X2 позволяет решить проблему только в полосе частот около 150 к Гц, но не в полосе частот выше 20 МГц. К входу питания можно добавить только черное никель-цинковое ферритовое кольцо первого уровня с индуктивностью около 50 мк Гн ~. 1м Гн.

27. Увеличьте емкость конденсатора X на входном конце.

28. Увеличьте входную синфазную индуктивность.

29. Заземлите диод источника питания вспомогательной обмотки.

30. Замените конденсатор фильтра питания вспомогательной обмотки на тонкий электролитический конденсатор или увеличьте емкость.

31. Увеличьте емкость входного фильтра.

32,150–300 к Гц и 20–30 МГц не являются проводящими, поэтому перед синфазной схемой можно добавить схему дифференциального режима. Вы также можете проверить, нет ли проблем с заземлением. Место заземления должно быть затянуто и надежно подключено. Провода заземления на материнской плате должны быть выпрямлены. Различные провода заземления должны быть проложены плавно и не пересекаться.

33. Конденсаторы выпрямительного моста следует подключать по диагонали при рассмотрении синфазных компонентов. При рассмотрении дифференциальных компонентов конденсаторы следует подключать по диагонали.

34. Увеличьте индуктивность дифференциального режима на входном конце.

------------------

(2) 1 МГц ~ 5 МГц, дифференциальный режим, общий режим, смешанный

Ряд конденсаторов X подключен параллельно на входном конце, чтобы отфильтровать помехи дифференциального режима, проанализировать, какие помехи превышают стандартные, и устранить их.

1. Если помехи в дифференциальном режиме превышают стандартные, вы можете отрегулировать емкость X, добавить дроссель в дифференциальном режиме и отрегулировать индуктивность в дифференциальном режиме.

2. Если синфазные помехи превышают стандартные, можно добавить синфазный индуктор и выбрать разумную индуктивность для их подавления;

3. Характеристики выпрямительного диода также можно изменить для работы с парой быстрых диодов, таких как FR107, и парой обычных выпрямительных диодов 1N4007.

4. Для источников питания с конденсаторами Y помехи в основном представляют собой дифференциальный режим до 1M, а 2-5M - это дифференциальный режим и синфазные помехи. Для NO-Y ситуация другая. Общий режим до 1М тоже очень мощный. Добавьте много конденсаторов X спереди, чтобы отфильтровать дифференциальный режим. Если вы измените трансформатор, это не повлияет на дифференциальный режим. Если изменения все еще есть, это общий режим. Метод дифференциального синфазного разделения: добавьте к входной клемме переменного тока много конденсаторов X, от маленького до большого, чтобы можно было отфильтровать дифференциальный режим, а остальное - общий режим. Затем сравните его с общим шумом и. вы можете увидеть размер дифференциального режима.

5. При намотке трансформатора отложите все клеммы с одинаковым названием в сторону, чтобы уменьшить кондуктивные помехи в диапазоне 1,0–5,0 МГц.

6. Для малой мощности используйте два индуктора дифференциального режима. Уменьшение количества витков индуктора дифференциального режима может уменьшить проводимые помехи 1,2 МГц.

7. Увеличение емкости Y может уменьшить помехи 1–5 МГц в средней части проводимости.

8. Для импульсных источников питания без конденсаторов Y электромагнитные помехи превышают стандарт на 1–6 МГц. Если ЭМ снижается после добавления конденсаторов Y, вы можете добавить дополнительные слои ленты между первичным и вторичным каскадами трансформатора.

9. Подсоедините радиатор МОП-трубки к S-полюсу МОП-трубки.

10. Подключите высоковольтную керамическую микросхему малой емкости или высоковольтный конденсатор микросхемы параллельно конденсатору входного фильтра.

------------------

(5) 5M --- 20 МГц в основном основан на синфазных помехах и использует метод подавления синфазных помех.

1. Для заземленного корпуса использование магнитного кольца для последовательной намотки 2-3 раза на заземляющий провод будет иметь больший эффект затухания помех выше 10 МГц;

2. Вы можете приклеить медную фольгу близко к сердечнику трансформатора, при этом медная фольга должна иметь замкнутый контур.

3. Определите размер цепи поглощения выходного выпрямителя и параллельную емкость первичной большой цепи.

4. Используйте очень тонкий провод с тройной изоляцией на первичной обмотке трансформатора и намотайте его экранирующей обмоткой. Один конец экранирующей обмотки подключается к клемме питания, а другой конец соединяется с землей через конденсатор.

5. Синфазный индуктор можно изменить так, чтобы на одной стороне было на один виток больше, чем на другой стороне, и он имел функцию дифференциального режима.

6. Добавьте небольшой радиатор к полюсу D трубки переключателя, который должен быть подключен к отрицательному полюсу клеммы высокого напряжения. Первичный пусковой конец трансформатора подключен к полюсу D трубки МОП.

7. Подключите вторичный радиатор к первичной линии L/N с помощью конденсатора емкостью 102 Y, чтобы уменьшить кондуктивные помехи.

8. Если кондуктивные помехи уменьшаются за счет увеличения конденсатора Y, вы можете изменить метод намотки трансформатора, чтобы улучшить его. Вы можете добавить больше слоев ленты между первичной и вторичной обмотками. Если кондуктивные помехи не уменьшаются за счет увеличения. Конденсатор Y, нужно изменить схему. Можно улучшить способ намотки напряжения.

9. Соответствующее увеличение индуктивности трансформатора может уменьшить кондуктивные помехи импульсного источника питания RCC при половинной нагрузке.

10. Использование вторичной вспомогательной обмотки трансформатора для экранирования первичной основной обмотки намного лучше, чем использование первичной вспомогательной обмотки трансформатора для экранирования первичной основной обмотки. Общая проводимость намного лучше.

11. Общая проводимость превышает стандартную. С помощью осциллографа убедитесь, что сигналы полюсов G и D трубки переключателя перекрываются. Резистор источника питания фотопары проходит под синфазным индуктором выходного фильтра и подключается к положительному полюсу выхода. меняя подключение, чтобы не проходил большой ток, все ок.

12. Подключите Y-конденсатор на 681/250 В к входной линии L и N, а другой конец Y-конденсатора — к вторичной земле.

13. Используйте вторичную вспомогательную обмотку для экранирования первичной основной обмотки, что может уменьшить наведенные помехи в диапазоне 3–15 МГц. Гораздо лучше использовать вторичную вспомогательную обмотку для экранирования первичной основной обмотки, чем использовать первичную вспомогательную обмотку для экранирования проводимости первичной основной обмотки.

14. Поместите слой меди на нижний слой печатной платы и подключите его к отрицательному электроду первичного большого конденсатора.

15. Оберните весь источник питания куском меди и подсоедините этот кусок к отрицательному электроду первичного большого конденсатора.

16. Уменьшите емкость конденсатора Y.

------------------

(6) Для 20–30 МГц

1. Для определенного типа продукта вы можете отрегулировать емкость Y2 относительно земли или изменить положение конденсатора Y2;

2. Отрегулируйте положение конденсатора Y1 и значение параметра между первичной и вторичной сторонами;

3. Накройте трансформатор снаружи медной фольгой, добавьте экранирующий слой к самому внутреннему слою трансформатора и отрегулируйте расположение каждой обмотки трансформатора.

4. Измените РАСПОЛОЖЕНИЕ печатной платы.

5. Подключите небольшой синфазный индуктор с двумя параллельными обмотками перед выходной линией;

6. Подключите RC-фильтр параллельно к обоим концам выходного выпрямителя и соответствующим образом отрегулируйте параметры;

7. Добавьте магнитные шарики между трансформатором и МОП-транзистором;

8. Добавьте небольшой конденсатор к выводу входного напряжения трансформатора.

9. Вы можете увеличить сопротивление вождению MOS.

10. Это может быть вызвано электронной нагрузкой, вместо нее можно использовать резистивную нагрузку.

11. Вы можете соединить D-конец МОП-трубки с землей с помощью конденсатора емкостью 101.

12. Выходной выпрямительный диод можно заменить на диод с меньшей накопленной емкостью.

13. RC-петлю выходного выпрямительного диода можно удалить.

14. Добавьте два конденсатора Y к входной клемме на землю, чтобы уменьшить кондуктивные помехи 25–30 МГц.

15. Добавьте медный лист рядом с магнитным сердечником трансформатора и соедините медный лист с землей.

16. Если 25 МГц проводящей задней части превышает стандарт, к выходному концу можно добавить синфазный индуктор или разместить длинный магнитный шарик с подходящей магнитной проницаемостью на резисторе обнаружения источника трубки переключателя.

---------------------------------

4) Фактическая стратегия устранения электромагнитных помех после переключения источника питания – радиационная часть

(1) Частота 30–50 МГц обычно возникает из-за высокоскоростного переключения МОП-ламп.

1. Вы можете увеличить сопротивление вождению MOS;

2. В буферной цепи УЗО используется медленная трубка 1N4007;

3. Напряжение питания VCC решается с помощью медленной трубки 1N4007;

4. Или подключите небольшой двухпроводной синфазный индуктор с параллельной обмоткой последовательно к переднему концу выходной линии;

5. Подключите небольшую цепь поглощения параллельно выводу D-S мосфета;

6. Добавьте сердечник между трансформатором и МОП-транзистором;

7. Добавьте небольшой конденсатор к выводу входного напряжения трансформатора;

8. При разводке печатной платы старайтесь, чтобы контур схемы состоял из больших электролитических конденсаторов, трансформаторов и МОП-транзисторов как можно меньшего размера;

9. Цепь, состоящая из трансформатора, выходного диода и выходного сглаживающего электролитического конденсатора, должна быть как можно меньше.

------------------

(2) Частота 50–100 МГц обычно возникает из-за обратного тока восстановления выходного выпрямителя.

1. На трубку выпрямителя можно нанизать магнитные бусины;

2. Отрегулируйте параметры цепи поглощения выходного выпрямителя;

3. Импеданс Y-ветви конденсатора на первичной и вторичной сторонах можно изменить, например, добавив шариковый сердечник к выводу PIN или подключив соответствующий резистор последовательно;

4. Вы также можете изменить Mosfet для вывода излучения корпуса выпрямительного диода в пространство (например, Mosfet с железным зажимом; Диод с железным зажимом, измените точку заземления радиатора).

5. Добавьте защитную медную фольгу для подавления излучения в космос. Импульсные источники питания с частотой выше 200 МГц имеют очень небольшое количество излучения и обычно соответствуют стандартам EMI.

---------------------------------

5) Краткое описание мер по борьбе с электромагнитными помехами для импульсных источников питания.

1. Экранирующая обработка внешней конструкции;

2. Обращение с кабелями вне изделия;

3. Обращение с кабелем внутри изделия;

4. Обработка проводки печатной платы;

5. Выбор частоты колебаний импульсного источника питания;

6. Выбор модели микросхемы;

7. Выбор частоты и полосы пропускания магнитных материалов;

8. Выбор трансформатора, способ и конструкция намотки;

9. Разбираемся со способом заземления радиатора.

2. Случай 1. Решение по электромагнитным помехам для обратноходового источника питания DCM.

Ток на его входной линии следующий:

Чтобы увеличить его:

Видно, что форма волны тока состоит из множества треугольных волн, но ее среднее значение представляет собой синус частоты сети. Затем, выполнив анализ Фурье входного тока, мы можем получить:

Видно, что помимо основной волны частоты переключения 100 к Гц имеется также большое количество гармоник. Продолжая анализировать на более высоких частотах, вы можете увидеть:

Если не лечить, ток дифференциального режима сам по себе может привести к превышению допустимой проводимости. Так как же заблокировать эти высокочастотные токи? Самый простой и эффективный — добавить входной фильтр.

Добавьте на вход RC-фильтр:

Выполнение анализа Фурье входного тока:

Видно, что высокочастотные гармоники значительно уменьшаются.

При добавлении LC-фильтра:

Проанализируйте входной ток:

Видно, что эффект фильтрации лучше, но в точке низких частот имеется более высокая точка. В основном это вызвано резонансом LC-фильтра. В реальных схемах из-за существования различных импедансов. LC с меньшей вероятностью вызовет резонанс, но иногда он случается. Если при тесте на проводимость обнаруживается, что полоса низких частот и умножение частоты без переключения превышают стандартные, можно рассмотреть вопрос о том, является ли фильтр резонансным.

3. Случай 2 – Оптимизация макета

В эксперименте РЭ самое критичное и, наверное, самое сложное — найти источник помех, а затем определить, кондуктивное ли это излучение или космическое. При выборе соответствующего необходимо добавить экран (даже если площадь петли). мала, энергия излучения все равно очень сильна) Или можно решить проблему, полагаясь только на фильтрацию и т.д.

Экспериментальное явление:

Большая часть широкополосной связи превышает стандартную частоту от 160 до 180 МГц. Превышение широкополосной связи обычно вызвано источником питания или сигналами передачи данных. Мы расширили эту частоту и рассчитали, что разница частот составляет 300 к Гц. По сравнению с диаграммой распределения частот нашего продукта. мы обнаружили, что частота микросхемы источника питания составляет 300 к Гц. Сначала попробуйте отключить импульсный источник питания. Кривая тестирования выглядит следующим образом:

Выяснилось, что соответствующая полоса частот значительно улучшилась, и нам посчастливилось найти источник помех.

Следующим шагом является оптимизация импульсного источника питания с точки зрения компоновки, фильтрации, уменьшения площади контура, замедления времени запуска Mosfet и увеличения фильтрации входного источника питания (лично я считаю, что увеличение этого конденсатора аналогично емкости в PDN, которая обеспечивает мгновенную энергию для выходного каскада), уменьшите di/dt и du/dt), увеличьте защитное покрытие и т. д.

Сначала рассмотрите возможность уменьшения площади контура. Поскольку излучение превышает стандартный диапазон частот 160–180 МГц, сравните характеристическую кривую резонансной частоты общего конденсатора и выберите несколько параллельных конденсаторов емкостью 10 н Ф для подключения к выходу конденсатора. некоторое улучшение (140 МГц ~ 160 МГц. Добавлен новый диапазон частот, который может быть связан с настройкой).

На основе добавления выходной емкости 10 н Ф замедлите время запуска Mosfet, то есть добавьте резистор 22R на конце Boost (хотя это замедляет время нарастания фронта, это также увеличит время нарастания плато трубки Mosfet и увеличьте энергопотребление) и повторно протестируйте кривую:

Он еще больше снизился и может соответствовать стандартам испытаний. В настоящее время некоторые люди могут подумать, что это сделано, но здесь есть еще одна проблема. Поскольку внутренняя нагрузка импульсного источника питания слишком велика, рабочий цикл увеличивается. близко к пределу чипа, трудно удовлетворить требования низкого напряжения. Работает, если время нарастания фронта трубки Mosfet еще больше задерживается и ее собственное энергопотребление увеличивается, входная мощность будет еще больше увеличиваться, а падение входного напряжения от входного конца батареи до источника питания будет еще больше увеличиваться, что делает сложнее удовлетворить потребности клиента в низком напряжении, поэтому время включения задерживается. Использование здесь нецелесообразно.

При рассмотрении вопроса об оптимизации компоновки для коммутации микросхем блока питания особое внимание необходимо уделить минимизации площади области SW, то есть площадь, окружающая дроссель, МОП-транзистор и диод, должна быть минимизирована.

Вручную отрегулируйте эту область, увеличьте емкость выходного фильтра и повторите проверку:

Тест пройден.

Резюме: При решении проблем ЭМС необходимо учитывать множество факторов, таких как стоимость спецификации и то, повлияет ли улучшение на основные функции. Например, увеличение частоты действительно может помочь пройти испытание, но оно повлияет на производительность продукта. замедление времени нарастания фронта может уменьшить гармоники высокого порядка, но это также увеличит энергопотребление (микросхема питания) и уменьшит эффективное время выборки (микросхема MCU), увеличение сопротивления на сигнальной линии может уменьшить проблемы с излучением, но это будет; также уменьшите способность продукта противостоять помехам. Короче говоря, при возникновении проблемы и учете множества факторов поиск наиболее подходящего метода становится огромной проблемой для инженера-электронщика.

системаизEMCКонтент перемещен：ЭМС, защита от помех。Я думаю, это хорошо, используйте свои маленькие ручки, чтобы разбогатеть, и поставьте большой палец вверх! Следуйте за мной, чтобы получать официальные напоминания о последующей полезной информации!