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0、故事起源
EMC问题,对于电子工程师而言一直是比较麻烦的问题。我不是大佬,也没什么权威,只是根据以往的经验写一写,如果有不对的地方请轻点喷。希望能和同行们在评论区一起成长,这是我的初衷,因为这个太吃经验了,我深深感到需要更多经验来源。
1、EMI改善方向
第1篇,我想先少说废话。对于EMI的改善方向做个概述,也请同行们多多补充。在后面的篇章里再针对改善方向和效果做一些描述。因为对RE测试较多,后面很多描述我都先以RE为例。
1.1 查看超标频点
要想改善系统的EMI,我们得先看当前的测试情况咋样。整理RE报告,查看超标频率点的分布,后续我们都是针对超标频点进行整改。
1.2 干扰源
知道超频点后,我们需要了解干扰源可能来自哪些方面?
开关电源:在工作时会产生高频噪声。恒流源和电压源都会。
数字电路:高速数字信号/微处理器/控制器,在高速信号切换时会产生电磁辐射。比如晶振电路、PWM电路。
射频电路:射频振荡器可能产生强烈的辐射。
物理干扰:电机在运行时会因刷子和换向器的接触不良而产生噪声。
无线通信设备:WiFi模块、蓝牙模块、GPS接收器。
注意点:电源与数字信号往往是重灾区,时钟/晶振往往以倍频点方式出现。
1.3 锁定超频电路
扫描索频:如果有手持频谱分析仪是最好的,可以在系统工作的情况下,进行区域性扫测。看看对应的超频点在哪个区域。现在这个东西也不贵,淘宝一个1500左右。(如果你已经到研究EMC这个阶段,我相信你是有能力且愿意花这个钱的)
屏蔽排除:在没有工具的前提下,可以用铜箔纸做小盒子进行部分区域的排除,这样也能大抵排查出超频点位置,但比较麻烦。有条件的话还是推荐买个手持频谱分析仪,由奢入俭难啊...
磁环索敌:在板子与板子的连接线,套上磁环排查,判断骚扰源来自哪一部分板子。
2、车前灯芯片配置的改善
下文说的车灯配置,我以TPS92662A和GALT61120为例,思路是相似的。
2.1 软件整改
1)修改芯片寄存器配置(0x85),减小晶振的驱动强度;
2)修改芯片寄存器配置(0x70),减缓开关压摆率;
3)修改芯片寄存器配置(0x00~0F),控制相移,降低冲击电流;
4)修改芯片寄存器配置(0x10~1F),调节PWM占空比;
5)修改芯片寄存器配置(0x82),调节PWM频率。
2.2 硬件改动
1)减小时钟缓冲器的驱动强度。修改DSTR引脚电阻分压,配置20%
2)调节电荷泵CPPx的电容滤波。
3)使用带有屏蔽罩的晶振。
4)注意接地方式!注意接地方式!注意接地方式!
3、系统环境的改善
前文说到电源和时钟数字信号的噪点是较大。因此想单独一节再进行说明
3.1 电源整改
1)磁环效果是真的好,但体积较大。磁珠是真香,建议选择合适的频率段安排上。
2)电源线尽量短而粗
3)可使用电池供电,减小来自电源端的干扰
3.2 弱化跳动能量
1)减小驱动电流:如果超标频段与晶振频率倍数相关,可以减小驱动电流试试。或去除晶振输出端的限流电阻,减小振荡辐射。
2)减小外部干扰:使用内部时钟源的测试效果比外部时钟源要好。
3)减小能量占比:除了晶振,常见的一些跳动能量如PWM、IO翻转,可以降低频率或改变占空比。
4)减小瞬时能量:在MOS开关管的控制端添加电容,通过延缓开关时间,降低瞬时能量。
3.3 减小天线效应
1)检查任何长导体(如电线、散热片),避免它们充当天线
2)去除空闲的排针
3)无用IO不要接线
4)晶振下方不要布线,容易耦合噪声,形成天线辐射。信号线距离晶振300mil以上的距离
5)确保关键信号线(如PWM控制线)远离高电流路径
4、后话
接下来,我想针对一些实验细节来说明EMC的影响。感兴趣的可以留下个脚印,进行追番。
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