EMC篇1_车前灯EMI改善经验分享

只看该作者 · 2024-11-10 18:54

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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。

只看该作者 · 2024-11-13 21:54

EMC是我比较感兴趣的方向，并且预感将来会越来越重要。后续更新会将目录补充在评论区，欢迎加入讨论

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EMC篇2_芯片corner对EMI的影响：https://bbs.21ic.com/icview-3412462-1-1.html
EMC篇3_数字信号强弱对车灯芯片EMI的影响：https://bbs.21ic.com/icview-3413210-1-1.html