电磁兼容辐射骚扰经典整改案例解析

wanglh5555 2021-07-03

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经典整改案例解析

一、触摸一体机辐射整改

触摸一体机如今是炙手可热的产品，都想分一杯羹，苦于品质的门槛，辐射和静电，如下是一个客户触摸一体机的整改对策。

整改前：有八九个频点都超标、最高的超了25dB,且垂直与水平都超标。

整改后：通过对原理图优化、器件选型、结构开模，做到了最高频点都有3dB余量，客户是相当满意。

采用展频IC:SSCG0523A-TL,如图1
晶振回路加20PF电容下地，如图2
LVDS信号以及时钟信号串120欧共模（CMH2012R1028-Z121TF ，120欧，0805）
LVDS信号预留接电容位置（10-20PF电容）
主芯片盖屏蔽罩，如图3，
如图4与5，建议采用一路的120欧共模（CMH2012R1028-Z121TF，120欧，0805）替代，每一路串一颗。
如图6、7，建议采用芯通康全屏蔽电感（提供系列规格书供选）
如图8、9、10采用CFX4532Z121-9R0TF 9A 90欧
如图11，采用CFB2012Z601-2ROTF (2A,600欧，0805封装）
10、如图11、12电阻移位，确保环路面积最小；如图13、14开关回路变小，确保环路面积变小。
如图15,16串共模电感CMP7060RI030-Z701T 3A 700欧，插座方向调180度。
如图17、18预留47PF,100V电容
如图19地连成1片
如图20屏蔽线接地
金属外壳开口改善，口加大。
金属外壳与小铁壳的螺丝柱用螺丝接，接地打通
小金属壳接2片导电布
大金属外框金属地与里面金属外壳地4个各贴1导电布接地。
背光线加小磁环（后续验证是否去掉）。
21、24V输入，20UF电容加共模电感，同时板上原有的nF的电容升级为20UF.
22、建议静电对策：reset回路串300欧磁珠（靠近芯片端，磁珠料号CFB1608Z301-1R5TF 0603封装），对地加ESD器件（ESD料号：SD523WV05C005BT 0603封装，0.5PF电容）
23、整改前数据
整改后数据

二、渔具的EMI整改

电磁兼容整体解决方案供应商：专业EMC整改和卖EMC辅料(如共模电感、磁珠、ESD、TVS、保险丝），下面是对一款渔具EMI整改的实例。

一、对策理由：解决使用适配器充电模式下，超标问题，对策说明如下，超标频点如下。

二、对策理由：本次对策无法达到量产导入的原因是：由于预留了2个屏线接口，造成LAYOUT困难，导致屏线的差分对信号线以及时钟线走线太长，EMI辐射太大，对策结果无法用于量产。122MHz时钟以及倍频超标详见下图。

三、更改理由：实测数据，此线束加磁环对EMI有极大改善。

四、更改理由：此处背面DC-DC回路辐射极大，加导电泡棉非常有利于减低辐射，后续请保留。

五、后壳与前框喷导电漆，更改理由：由于本机用常规对策无法解决EMI问题，暂用此对策拿报告，后续新板导入，此对策不采用。

六、整改前数据如下：

七、整改后数据如下：

三、医疗穴位仪器的辐射整改

随着改革开放的深入，国家支持力度的不断加大以及全球一体化进程的加快，中国医疗器械行业更是得到了突飞猛进的发展。<<中国医疗器械行业市场前瞻与投资预测分析报告 >>前瞻显示，2005年，中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大医疗器械市场。在2006年，中国医疗器械进出口额首超百亿美元大关，进出口总值为105.52亿美元，同比增长17.57%，累计顺差额31.90亿美元。2007年中国医疗器械进出口总额为126.97亿美元，同比增长20.33%，全年贸易顺差41.33亿美元。为了保证医疗器械的安全、有效，保障人体健康和生命安全，各国对它制定了一系列标准，对医疗产品的整改就显得十分重要，以下就是我司对某出美国医疗公司产品的整改。

1、如下红色圈圈处串一个滤波器（CFU4532Z900-9R0TF）,黄色圈圈对地并一个1nF电容，绿色圈圈二极管移一下位，蓝色圈圈用铜箔屏蔽。

2，如下图黄色箭头用铝片屏蔽并接地，红色箭头按照标的框刮开加焊锡并贴个导电泡棉。

3、如下黄色箭头处将显示屏和盖子用铜箔连接起来，红色箭头用铝片屏蔽并接地。

6，如下图所示，红色方框各信号串600滤波器（CFB1608Z601-1R0TF），紫色方框贴900uH的共模电感，灰色方框串600滤波器（CFB2012Z601-2R0TF）,蓝色方框串600滤波器（CFB2012Z601-2R0TF）并对地并20uF电容，橙色方框贴900uH的共模电感并对地并20uF电容。

7，如下左图电源部分，前级线缆滤波器前（红色方框）套磁环并绕三圈，滤波器后（蓝色方框）套磁环并绕三圈，后级线缆滤波前（紫色方框）套磁环并绕三圈，滤波后（黄色方框）套磁环并绕三圈。右图线缆都靠板卡外走线并用醋酸胶布固定，黑色方框两束线缆各套磁环并绕二圈。

8，如下图所示，红色方框两束线缆各用一根线跟机壳相连。

9，如下图所示，红色方框串120滤波器(料号XTK-CFB1005Z121-1R4TF)，黄色方框U1芯片的41、52、111、112脚对地并33PF电容。

10,将小板前后先用吸波材料贴，再用铜箔贴，注意不要短路了，铜箔搞几个点和小板的地相连。

11，整改前数据

12，整改后数据

四、1000W 大功率功放辐射整改

——整改案例来源于深圳市芯通康科技有限公司（www.xtk-emc.com）

EMC寄语
随着时代的发展，越来越多的电子、电气设备或系统产品都需要进行检验检测，其中EMC测试是必备的检验检测指标之一。但EMC测试项目费用较贵，EMC实验室造价昂贵，绝大部分测量设备又需要采用进口设备，导致很少检验检测机构有能力建造EMC实验室。产品的EMC性能是设计阶段赋予的，一般电子产品设计时如果不考虑EMC因素，就会很容易导致EMC测试失败，以致不能通过相关EMC法规的测试或认证。例如，产品设计研发工程师们根据需求，设计出效果良好的滤波电路，置入产品I/O(输入/输出）接口的前级，可使因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处；设计出隔离电路（如变压器隔离和光电隔离等）解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰，同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰；设计出能量吸收回路，从而减少电路、器件吸收的噪声能量；通过选择元器件和合理安排的电路系统，使干扰的影响减少。
EMC技能:整改小技巧
1、150kHz-1MHz，以差模为主，1MHz-5MHz，差模和共模共同起作用，5MHz 以后基本上是共模。差模干扰的分容性藕合和感性藕合。一般1MHz以上的干扰是共模，低频段是差摸干扰。用一个电阻串个电容后再并到Y电容的引脚上，用示波器测电阻两引脚的电压可以估测共模干扰。
2、保险过后加差模电感或电阻。
3、小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。
4、前端的π型EMI零件中差模电感只负责低频EMI，体积别选太大(DR8太大，能用电阻型式或DR6更好)否则幅射不好过，必要时可串磁珠，因为高频会直接飞到前端不会跟着线走。5、传导冷机时在0.15MHz-1MHz超标，热机时就有7dB余量。主要原因是初级BULk电容DF值过大造成的，冷机时ESR比较大，热机时ESR比较小，开关电流在ESR上形成开关电压，它会压在一个电流LN线间流动，这就是差模干扰。解决办法是用ESR低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。
6、测试150kHz总超标的解决方案：加大X电容看一下能不能下来，如果下来了说明是差模干扰。如果没有太大作用那么是共模干扰，或者把电源线在一个大磁环上绕几圈，下来了说明是共模干扰。如果干扰曲线后面很好，就减小Y电容，看一下布板是否有问题，或者就在前面加磁环。
7、可以加大PFC输入部分的单绕组电感的电感量。
8、PWM线路中的元件将主频调到60kHz左右。
9、用一块铜皮紧贴在变压器磁芯上。
10、共模电感的两边感量不对称，有一边匝数少一匝也可引起传导150kHz-3MHz超标。11、一般传导的产生有两个主要的点：200kHz和20MHz左右，这几个点也体现了电路的性能;200kHz左右主要是漏感产生的尖刺;20MHz左右主要是电路开关的噪声。处理不好变压器会增加大量的辐射，加屏蔽都没用，辐射过不了。
12、将输入BUCk电容改为低内阻的电容。
13、对于无Y-CAP电源，绕制变压器时先绕初级，再绕辅助绕组并将辅助绕组密绕靠一边，后绕次级。
14、将共模电感上并联一个几k到几十k电阻。
15、将共模电感用铜箔屏蔽后接到大电容的地。
16、在PCB设计时应将共模电感和变压器隔开一点以免互相干扰。
17、保险套磁珠。
18、三线输入的将两根进线接地的Y电容容量从2.2nF减小到471。
19、对于有两级滤波的可将后级0.22uFX电容去掉(有时前后X电容会引起震荡) 。
20、对于π型滤波电路有一个BUCk电容躺倒放在PCB上且靠近变压器此电容对传导150kHz-2MHz的L通道有干扰，改良方法是将此电容用铜泊包起来屏蔽接到地，或者用一块小的PCB将此电容与变压器和PCB隔开。或者将此电容立起来，也可以用一个小电容代替。
21、对于π型滤波电路有一个BUCk电容躺倒放在PCB上且靠近变压器此电容对传导150kHz-2MHz的L通道有干扰，改良方法是将此电容用一个1uF/400V或者说0.1uF/400V电容代替，将另外一个电容加大。
22、将共模电感前加一个小的几百uH差模电感。
23、将开关管和散热器用一段铜箔包绕起来，并且铜箔两端短接在一起，再用一根铜线连接到地。
24、将共模电感用一块铜皮包起来再连接到地。
25、将开关管用金属套起来连接到地。
26、加大X2电容只能解决150kHz左右的频段，不能解决20MHz以上的频段，只有在电源输入加以一级镍锌铁氧体黑色磁环，电感量约50uH-1mH。
27、在输入端加大X电容。
28、加大输入端共模电感。
29、将辅助绕组供电二极管反接到地。
30、将辅助绕组供电滤波电容改用瘦长型电解电容或者加大容量。
31、加大输入端滤波电容。
32、150kHz-300kHz和20MHz-30MHz这两处传导都不过，可在共模电路前加一个差模电路。也可以看看接地是否有问题，该接地的地方一定要加强接牢，主板上的地线一定要理顺，不同的地线之间走线一定要顺畅不要互相交错的。
33、在整流桥上并电容，当考虑共模成分时，应该邻角并电容，当考虑差模成分时，应该对角并电容。
34、加大输入端差模电感。
2、产品电磁兼容骚扰源有：
1、设备开关电源的开关回路：骚扰源主频几十kHz到百余kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。
2、设备直流电源的整流回路：工频线性电源工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz；开关电源高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。
3、电动设备直流电机的电刷噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。
4、电动设备交流电机的运行噪声：高次谐波可延伸到数十MHz。
5、变频调速电路的骚扰发射：开关调速回路骚扰源频率从几十kHz到几十MHz。
6、设备运行状态切换的开关噪声：由机械或电子开关动作产生的噪声频率上限可延伸到数百MHz。
7、智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰：骚扰源主频几十kHz到几十MHz，高次谐波可延伸到数百MHz。
8、微波设备的微波泄漏：骚扰源主频数GHz。
9、电磁感应加热设备的电磁骚扰发射：骚扰源主频几十kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。
10电视电声接收设备的高频调谐回路的本振及其谐波：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。
11、信息技术设备及各类自动控制设备的数字处理电路：骚扰源主频数十MHz到数百MHz（经内部倍频主频可达数GHz），高次谐波可延伸到十几GHz。
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