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EMC整改案例分享之电压法

原创 韬略科技EMC 2024-11-26 11:30
【TI资料】专为高压系统设计的新型MCU 如何增强能源基础设施的实时控制？

一前言

随着新能源汽车的持续发展，汽车内部汇集了越来越多的电子设备，比如导航系统、车载音响、泊车雷达和360环视等电子集成装置。这些设备都存在向四周放射不同频率干扰信号的可能。就像在行车靠近高压输电线时，由于车载电子控制线路被干扰从而造成操作异常，轻的情况会降低驾乘人员的舒适度，严重的则会引发不可挽回的灾难。

由此可见，汽车电子的相关检测在守护汽车行驶安全的任务里，占据着日益重要的地位。

二测试标准

传导发射（Conducted Emission），简称CE，也被称为传导骚扰，是指电子、电气设备或系统内部的电压或电流通过信号线、电源线或地线传输出去而成为其他电子、电气设备或系统干扰源的一种电磁现象。
传导发射分两种测试模式，我们称为电流法和电压法，今天我们主要了解一下电压法，主要测量频率在0.15MHz到108MHz。
传导发射——电源回线远端接地的被测件试验布置示例图

三案例

1.数据分析

这是一款车载产品，目前测试不通过的项目是电压法，测试标准是CISPR 25-2016 ，按照标准进行摆放测试，我们得到下面的数据：

从数据上看，低频段有明显的单支脉冲。30MHz-108MHz，从展开数据来看也是单支，由单支叠加形成包络，这两个频率都是400KHz，从波形结合频率来判断大概率是DC-DC的开关频率。

2.排查验证

通过数据分析我们已经有了怀疑对象，这个时候就可以借助频谱仪来验证猜想。当然还有一种简单的方式，直接问设计电路的工程师，板上各路DC-DC的频率是多少，直接锁定问题点。通过频谱仪，我们确定是DC-DC的问题。
下图是这个产品有问题部分原理图：

从图上不难看出这是一路降压电路，输入输出端虽有多个电容做滤波但是容值都是同样的，同容值的电容滤波频段固定，不能形成宽频滤波，我们可以考虑调整电容容值，加大滤波频段；同时考虑在SW脚加RC电路滤波。

3.验证措施

我们刚刚已经通过原理图简单分析了问题，下面的测试数据是在SW脚加RC滤波的数据：

从数据上看，整体波形有明显变化，高频段波形更高了，这个时候我们增加高频滤波，看一下数据变化：

整改到这，高频段基本没有问题了，我们需要改低频段。我们前面有提到容值一样，多个电容不会改变滤波频段，现在想让1MHz附近的超标点下降，我们调整滤波电容容值，适当加大，数据如下：

最后我们看一下完整的数据：

从数据上看效果明显，整体数据大幅度改善，最终测试数据也满足限值。

四总结

最后总结一下这个机器我们所用的措施：
1.对高频段：
(1) 在SW脚加RC对地滤波电路；
(2) 调整滤波电容容值，加大滤波宽度，使高频部分也能滤除。
2.对低频段：
(1) 加大电容容值，使电容对需要滤波的低频段有效果。
整改的时候思路很重要，同时也要相信自己的判断，明确了辐射源头，我们就在这个源头周边做整改。一般的辐射路径是多样的，这只是一种，还有像通过空间辐射出去可以考虑加屏蔽罩之类的，以上便是我对CE电压法整改的分享，不同的产品出现问题的情况不一样，希望这个方案可以给大家提供一个思路。

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