(原创)
一,序言,
当我们不能在短时间内找到PCB抗干扰问题源头时,有时为了产品时效性,保证产品开发进度,会选择在传输路径上或输入端口上,增加滤波或防护措施,来暂时解决产品问题,
在之前的技术交流中曾提到过,大多数产品的抗干扰问题,都集中在PCB上的某个器件或模块上面,当我们保持足够的耐心,诊端到问题源头,可以用一个极低成本方案就能解决产品的EMC问题,
二,EFT/ESD改善案例分享,
分享一个抗干扰改善案例,一颗小电容能解决产品EFT/ESD问题吗?
成都某报警监控产品委托整改,此类监控产品的抗干扰能力,涉及到生命财产安全,所以尤为关注抗干扰的设计。
产品问题点, 该产品在测试EFT和ESD时,均有系统重启现象,
诊断分析步骤和思路,
①近场诊断测试:我们采用分析设备ES26“可视化ESD抗扰度诊断分析系统”进行主板ESD扫描,
通过自动化扫描,测试系统会标注抗干扰问题区域,定位到主板PCB U1和U3芯片是抗干扰敏感源,(如下图)
②分析U1和U3的关系
U1是buck降压芯片,为U3提供5V电源,
U3是主控芯片,控制主机工作,
从这个关系进一步分析,如果单纯是U3主控芯片的问题,为什么U1电源芯片测试时会有同样的ESD重启问题呢?
所以初步确定应该是5V供电的问题,这个5V就是由U1芯片提供的,那么最大可能就是U1芯片的问题,(可以用显波器进一步测试确诊)
③U1 buck降压芯片问题分析
在施加干扰过程中,U1芯片输出5V电源波动较大,极不稳定,而能控制/调节电源芯片输出稳定性的是U1 FB反馈脚,
FB脚是通过上下分压两个电阻连接,当输出电压发生变化时,FB引脚会将反馈信息传递给电源芯片,当输出电压超过设定值时,FB脚会触发保护机制,导致电源芯片关断,所以就可以确定问题根源所在。
④实施对策方案,
我们了解到FB脚的重要性,但是FB脚却没有增加保护措施,所以在FB脚的分压电阻上并联一个100PF滤波电容,即跨接在输出SW脚与FB脚之间,
FB脚的滤波电容能减少输出电压波动,保持输出稳定性,提升响应速度,增加芯片抗干扰能力,
滤波电容的选取不能太大, 也不能太小,一般推荐80pf~100pf左右,同时要配合分压电阻与芯片性能匹配,
(方案如下图)
方案原理图
⑤验证结果,
增加对策方案之后,首先验证性能匹配没有问题,
接着测试EFT和ESD均可以pass, 均达到GB标准要求,
三,总结分析,
为什么施加ESD方案,能同时解EFT的问题呢,
之前有讨论过,很多产品的抗干扰问题都具有共性,如果产品多个抗干扰问题表现出来的现像差不多,很可能就是同一个源头问题,只要从源头解决这个问题,其它抗干扰问题几乎能同时解决,并不需要逐个施加不同的方案。
抗干扰的敏感源大都是PCB某个模块或晶体芯片的问题,无论是用“近场可视化设备”快速定位也好,还是其它分析手法也好,只要耐心的递进分析,一定能用最小的成本解决产品问题。
注:以上与您分享探讨,如有不足之处敬请指正!
技术交流 15915462961蔡工 (微信同号)
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