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問(wèn)題描述  

 

客戶(hù)是的樣機(jī)是醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀器，可以對(duì)病人的生命體征，血壓血氧進(jìn)行監(jiān)控。按照醫(yī)療的標(biāo)準(zhǔn)，該樣機(jī)的抗靜電能力要達(dá)到接觸±6KV,空氣±8KV。實(shí)際測(cè)試的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)在對(duì)屏進(jìn)行空氣±8KV的靜電測(cè)試的時(shí)候，屏出現(xiàn)黑屏。需手動(dòng)重新喚醒屏，屏才能正常工作，對(duì)電源端口進(jìn)行±8KV測(cè)試的時(shí)候，樣機(jī)出現(xiàn)一樣的現(xiàn)象。這就不符合IEC61000-4-2B類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)。

 

整改過(guò)程  

 

進(jìn)行摸底測(cè)試，發(fā)現(xiàn)只要是空氣放電從屏的縫隙中放進(jìn)去，屏就必定會(huì)黑屏，由于客戶(hù)急于要送檢，沒(méi)有時(shí)間改版；所以我們整改的主要思路還是從結(jié)構(gòu)上去規(guī)避。檢查樣機(jī)的機(jī)殼發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)是屏與殼之間的縫隙太大，導(dǎo)致靜電很容易就通過(guò)縫隙到觸摸屏的排線(xiàn)上，再耦合到顯示屏的信號(hào)線(xiàn)上；于是我們就用熱塑膠將此縫隙封閉，用靜電槍去放電的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)放不進(jìn)電，屏無(wú)明顯異常。

 

但是當(dāng)靜電槍移到屏上的時(shí)候，哪怕不放電，在槍頭集聚的靜電所產(chǎn)生的瞬態(tài)磁場(chǎng)，已經(jīng)會(huì)使得屏幕與MCU之間的通信中斷。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是，屏與MCU之間的阻抗不匹配，使得信號(hào)衰減得很?chē)?yán)重，從而抗靜電的能力就很弱。因此，我們整改的思路是調(diào)整屏與MCU之間的阻抗，首先我們想到的器件是阿賽姆共模濾波器（型號(hào)：CMF2010UD900MFR）這款共模對(duì)差模信號(hào)的影響很小，滿(mǎn)足MIPI信號(hào)的傳輸要求，但是由于客戶(hù)四層板，并且之前沒(méi)有留好位置不好加，所以就想著增大靜電泄放回路的阻抗，使得靜電經(jīng)過(guò)PCB泄放時(shí)的速度更慢。于是在電源線(xiàn)上繞磁環(huán)，進(jìn)行空氣8KV測(cè)試的時(shí)候，樣機(jī)沒(méi)有明顯異常。

 

整改心得  

 

加快靜電泄放的時(shí)候，要注意泄放路徑中部包括敏感信號(hào)。減慢靜電泄放的快慢的時(shí)候，是靜電不可避免的要經(jīng)過(guò)敏感信號(hào)，減慢靜電泄放的時(shí)間，就能降低可能產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而使得敏感信號(hào)受的干擾減小。

 

EMC技能:整改小技巧

 

1、150kHz-1MHz，以差模為主，1MHz-5MHz，差模和共模共同起作用，5MHz 以后基本上是共模。差模干擾的分容性藕合和感性藕合。一般1MHz以上的干擾是共模，低頻段是差摸干擾。用一個(gè)電阻串個(gè)電容后再并到Y(jié)電容的引腳上，用示波器測(cè)電阻兩引腳的電壓可以估測(cè)共模干擾。

 

2、保險(xiǎn)過(guò)后加差模電感或電阻。

 

3、小功率電源可采用PI型濾波器處理(建議靠近變壓器的電解電容可選用較大些)。

 

4、前端的π型EMI零件中差模電感只負(fù)責(zé)低頻EMI，體積別選太大(DR8太大，能用電阻型式或DR6更好)否則幅射不好過(guò)，必要時(shí)可串磁珠，因?yàn)楦哳l會(huì)直接飛到前端不會(huì)跟著線(xiàn)走。

 

5、傳導(dǎo)冷機(jī)時(shí)在0.15MHz-1MHz超標(biāo)，熱機(jī)時(shí)就有7dB余量。主要原因是初級(jí)BULk電容DF值過(guò)大造成的，冷機(jī)時(shí)ESR比較大，熱機(jī)時(shí)ESR比較小，開(kāi)關(guān)電流在ESR上形成開(kāi)關(guān)電壓，它會(huì)壓在一個(gè)電流LN線(xiàn)間流動(dòng)，這就是差模干擾。解決辦法是用ESR低的電解電容或者在兩個(gè)電解電容之間加一個(gè)差模電感。

 

6、測(cè)試150kHz總超標(biāo)的解決方案：加大X電容看一下能不能下來(lái)，如果下來(lái)了說(shuō)明是差模干擾。如果沒(méi)有太大作用那么是共模干擾，或者把電源線(xiàn)在一個(gè)大磁環(huán)上繞幾圈， 下來(lái)了說(shuō)明是共模干擾。如果干擾曲線(xiàn)后面很好，就減小Y電容，看一下布板是否有問(wèn)題，或者就在前面加磁環(huán)。

7、可以加大PFC輸入部分的單繞組電感的電感量。

 

8、PWM線(xiàn)路中的元件將主頻調(diào)到60kHz左右。

 

9、用一塊銅皮緊貼在變壓器磁芯上。

 

10、共模電感的兩邊感量不對(duì)稱(chēng)，有一邊匝數(shù)少一匝也可引起傳導(dǎo)150kHz-3MHz超標(biāo)。11、一般傳導(dǎo)的產(chǎn)生有兩個(gè)主要的點(diǎn)：200kHz和20MHz左右，這幾個(gè)點(diǎn)也體現(xiàn)了電路的性能;200kHz左右主要是漏感產(chǎn)生的尖刺;20MHz左右主要是電路開(kāi)關(guān)的噪聲。處理不好變壓器會(huì)增加大量的輻射，加屏蔽都沒(méi)用，輻射過(guò)不了。

 

12、將輸入BUCk電容改為低內(nèi)阻的電容。

 

13、對(duì)于無(wú)Y-CAP電源，繞制變壓器時(shí)先繞初級(jí)，再繞輔助繞組并將輔助繞組密繞靠一邊，后繞次級(jí)。

 

14、將共模電感上并聯(lián)一個(gè)幾k到幾十k電阻。

 

15、將共模電感用銅箔屏蔽后接到大電容的地。

 

16、在PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將共模電感和變壓器隔開(kāi)一點(diǎn)以免互相干擾。

 

17、保險(xiǎn)套磁珠。

 

18、三線(xiàn)輸入的將兩根進(jìn)線(xiàn)接地的Y電容容量從2.2nF減小到471。

 

19、對(duì)于有兩級(jí)濾波的可將后級(jí)0.22uFX電容去掉(有時(shí)前后X電容會(huì)引起震蕩) 。

 

20、對(duì)于π型濾波電路有一個(gè)BUCk電容躺倒放在PCB上且靠近變壓器此電容對(duì)傳導(dǎo)150kHz-2MHz的L通道有干擾，改良方法是將此電容用銅泊包起來(lái)屏蔽接到地，或者用一塊小的PCB將此電容與變壓器和PCB隔開(kāi)。或者將此電容立起來(lái)， 也可以用一個(gè)小電容代替。

 

21、對(duì)于π型濾波電路有一個(gè)BUCk電容躺倒放在PCB上且靠近變壓器此電容對(duì)傳導(dǎo)150kHz-2MHz的L通道有干擾，改良方法是將此電容用一個(gè)1uF/400V或者說(shuō)0.1uF/400V電容代替， 將另外一個(gè)電容加大。

 

22、將共模電感前加一個(gè)小的幾百u(mài)H差模電感。

 

23、將開(kāi)關(guān)管和散熱器用一段銅箔包繞起來(lái)，并且銅箔兩端短接在一起，再用一根銅線(xiàn)連接到地。

 

24、將共模電感用一塊銅皮包起來(lái)再連接到地。

 

25、將開(kāi)關(guān)管用金屬套起來(lái)連接到地。

 

26、加大X2電容只能解決150kHz左右的頻段，不能解決20MHz以上的頻段，只有在電源輸入加以一級(jí)鎳鋅鐵氧體黑色磁環(huán)，電感量約50uH-1mH。

 

27、在輸入端加大X電容。

 

28、加大輸入端共模電感。

 

29、將輔助繞組供電二極管反接到地。

 

30、將輔助繞組供電濾波電容改用瘦長(zhǎng)型電解電容或者加大容量。

 

31、加大輸入端濾波電容。

 

32、150kHz-300kHz和20MHz-30MHz這兩處傳導(dǎo)都不過(guò)，可在共模電路前加一個(gè)差模電路。也可以看看接地是否有問(wèn)題，該接地的地方一定要加強(qiáng)接牢，主板上的地線(xiàn)一定要理順，不同的地線(xiàn)之間走線(xiàn)一定要順暢不要互相交錯(cuò)的。

 

33、在整流橋上并電容，當(dāng)考慮共模成分時(shí)，應(yīng)該鄰角并電容，當(dāng)考慮差模成分時(shí)，應(yīng)該對(duì)角并電容。

 

34、加大輸入端差模電感。

 

2、產(chǎn)品電磁兼容騷擾源有：

 

1、設(shè)備開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)回路：騷擾源主頻幾十kHz到百余kHz，高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。

 

2、設(shè)備直流電源的整流回路：工頻線(xiàn)性電源工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百kHz；開(kāi)關(guān)電源高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)十MHz。

 

3、電動(dòng)設(shè)備直流電機(jī)的電刷噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百M(fèi)Hz。

 

4、電動(dòng)設(shè)備交流電機(jī)的運(yùn)行噪聲：高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。

 

5、變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射：開(kāi)關(guān)調(diào)速回路騷擾源頻率從幾十kHz到幾十MHz。

 

6、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)切換的開(kāi)關(guān)噪聲：由機(jī)械或電子開(kāi)關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百M(fèi)Hz。

 

7、智能控制設(shè)備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾：騷擾源主頻幾十kHz到幾十MHz，高次諧波可延伸到數(shù)百M(fèi)Hz。

 

8、微波設(shè)備的微波泄漏：騷擾源主頻數(shù)GHz。

 

9、電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁騷擾發(fā)射：騷擾源主頻幾十kHz，高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。

 

10、電視電聲接收設(shè)備的高頻調(diào)諧回路的本振及其諧波：騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百M(fèi)Hz，高次諧波可延伸到數(shù)GHz。

 

11、信息技術(shù)設(shè)備及各類(lèi)自動(dòng)控制設(shè)備的數(shù)字處理電路：騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百M(fèi)Hz（經(jīng)內(nèi)部倍頻主頻可達(dá)數(shù)GHz），高次諧波可延伸到十幾GHz 。