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干货 | 关于EMC和EMI测试的经验之谈

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发表于 2019-5-31 22:44:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
一次小失误导致板子重新制作了两次,而由于EMC测试经验不足导致问题迟迟得不到解决。吃一堑,长一智,仿佛在电路设计的过程中就这样不断的用资金的投入来解决经验上的不足。

第一次:环形地线

为了是电路板的地网络和供电系统的地网络隔离开来,在PCB设计铺铜时画了一个和外围电路相接的地回路,而对内部的地采用了共模电感和差模电感来连接。 一直以为是挺简单的电路,根本没有做EMC摸底测试。等顺利焊接调试完后就信心百倍的去做正式试验了。谁知道出问题了,在实验过程中整改也没有解决。想来想去发现可能是地环回路这个现象引起的。
QQ截图20190531223934.png
最高的频率点时128Mhz附件,而电路上的开关电源的频率是500khz,不可能产生这么大的倍频。去掉外部供电网络时,幅值降低,但是还是效果很差。

第一次试验失败。

第二次试验
回路整改和不断的修改方案后,重新制作pcb,完全铺铜,同时变电路板为四层,增加电源层,同时电源输入口增加多级π型滤波和lc滤波,重新布局电路设 计,按照信号输入输出方式改动布局设计,这次试验顺利通过,但在500Khz的倍频处还是有很大的幅值,没有滤除成功,但是试验通过。
QQ截图20190531223948.png
经验之谈:

处理EMI/EMC相关注意事项

1.把噪音电路节点的PCB铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极,初次级绕组的节点等。


2.使输入和输出端远离噪音元件,如变压器线包,变压器磁芯,开关管的散热片,等等。

3. 使噪音元件(如未遮蔽的变压器线包、未遮蔽的变压器磁芯、和开关管等等)远离外壳边缘,因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。

4. 如果变压器没有使用电场屏蔽,要保持屏蔽体和散热片远离变压器。

5. 尽量减小以下电流环的面积:次级(输出)整流器、初级开关功率器件、栅极(基极)驱动线路、辅助整流器。

6.不要将门极(基极)的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。

7.调整优化阻尼电阻值,使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。

8. 防止EMI滤波电感饱和。

9.使拐弯节点和次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。

10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。

11.使高频输入的EMI滤波器靠近输入电缆或者连接器端。

12.保持高频输出的EMI滤波器靠近输出电线端子。

13.使EMI滤波器对面的PCB板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。

14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。

15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。

16.在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻。

17.在PCB设计时允许放1nF/ 500 V陶瓷电容器或者还可以是一串电阻,跨接在变压器的初级的静端和辅助绕组之间。

18.保持EMI滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。

19.在PCB面积足够的情况下, 可在PCB上留下放屏蔽绕组用的脚位和放RC阻尼器的位置,RC阻尼器可跨接在屏蔽绕组两端。

20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器(米勒电容, 10皮法/1千伏电容)。

21.空间允许的话放一个小的RC阻尼器在直流输出端。

22. 不要把AC插座与初级开关管的散热片靠在一起。

23.金属外壳的滤波器的接地最好直接通过其外壳和地之间的大面积搭接。检查滤波器的输入、输出线是否互相靠近。

24.适当调整X/Y电容的容值、差模电感及共模扼流圈的感量;

25调整Y电容时要注意安全问题;改变参数可能会改善某一段的辐射,但是却会导致另外频度变差,所以需要不断的试,才能找到最好的组合。

26.适当增大触发极上的电阻值不失为一个好办法;可在开关管晶体管的集电极(或者是MOS管的漏极)或者是次级输出整流管对地接一个小电容也可以有效减小共模开关噪声。

27.开关电源板在PCB布线时一定要控制好各回路的回流面积,可以大大减小差模辐射。

28.PCB电源走线中增加104/103电容为电源去耦;在多层板布线时要求电源平面和地平面紧邻;

29.在电源线上套磁环进行比对验证,以后可以通过在单板上增加共模电感来实现,或者在电缆上注塑磁环。

30.输入AC线的L线的长度尽量短;屏蔽设备内部,孔缝附近是否有干扰源;

31.检查接地螺钉是否喷有绝缘漆,是否接地良好。

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发表于 2019-6-7 08:40:42 | 显示全部楼层
经验总结的非常好,地的问题是很多人都会忽视的问题,地是所有电流回流的路径,特别是电源。所以一定要重视。
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