一前言
二测试标准
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。
三案例分析
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。
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。
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:
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。
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。
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