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EMC篇4_电源滤波对倒车雷达CE的影响

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0、前言
这篇主要想通过电源滤波组合,来探讨滤波对于EMI的影响。
以倒车雷达的CE测试为例,电压法测试。CE:传导干扰


1、背景描述
1)问题描述
已知客户使用的测试板,在CE测试时裕量不足,频谱显示96MHz频率段的裕量只有0.01dB,需要整改持有余量3dB以上。



2)分析思路
将倒车雷达的CE测试模型简化,其实就是三部分。
a.骚扰源:测试板
b.传输途径:电源线和地(电压法)
c.敏感设备:频谱分析仪
对于传导干扰测试,最简单粗暴的方式就是在传导路径上用磁珠进行吸收抑制噪声,先确认测试板设计有没有大问题。没有问题再进行局部的滤波优化。

通过简单的电路比对,发现客户的电源滤波电容与官网的参考电路有出入。
官网:SUPPLY引脚的输入滤波电容由1个220nF电容滤波
客户:SUPPLY引脚的输入滤波电容由2个470nF电容串联,等效235nF容值
分析:这种电容串联使用方式,虽然可以将电容耐压上限提升,但也存在EMI隐患。电容串联会导致电容内部的等效电阻ESR增大,高ESR意味着电容器的响应瞬态变化的速率降低,影响高频噪声的抑制效果。因此可以先在电源滤波组合上改动看看效果。

手册参考电路与方案板:


2、测试比对
说明:板子拿到手的时候,CSUP1的电容已改为1uF。
更换比对电源电路的滤波组合,确认问题点。
1)电源输入端加入磁珠。可以看到在电源输入端加入磁珠后,CE的测试效果大幅提升。
2)去除电源输入端的磁珠,在数字电源和模拟电源端分别并联1个等大的电容,用于降低等效电阻ESR,提升抑制高频噪声的能力。比较原参数的CE测试结果,可以提升3dB左右。
3)去除电源输入端的磁珠,在数字电源和模拟电源端分别并联1个等大的电容,再将CSUP的串联电容改为官网给的参考电容。比较原参数的CE测试结果,可以提升7dB左右,测试PASS。


3、频谱比对
上述测试结果的频谱比对。
1)客户原板参数



2)加磁珠



3)不加磁珠,VDDD并联100nF,VDDA并联100nF



4)不加磁珠,VDDD并联100nF,VDDA并联100nF,CSUP使用官网参考电容接法。



4、测试结论
1)CE测试不过的原因
原测试板CE测试不过的原因在于电容去耦效果不理想,导致噪声电流偏大,在电源线上形成超标共模电压电流。在不修改PCBA的前提下,通过调整电容Csup1,Csup2,Cvddd及Cvdda大小是可以降低电源线上共模电流电压,从而达到CE测试标准。

2)在滤波选择电容时,应看重电容容值还是ESR?
容值:在低频滤波中,电容的容值更为重要。大电容可以更好地滤除低频噪声,提供稳定的直流电压。例如,在电源滤波器中,通常需要较大的电容来平滑电源波动。
ESR:在高频滤波中,ESR变得更为关键。低ESR意味着电容器可以更快地响应瞬态变化,提供更好的高频噪声抑制。特别是在去耦电容和高频滤波器中,低ESR电容器能够更有效地衰减高频噪声。

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沙发
一个人破|  楼主 | 2024-12-3 11:09 | 只看该作者
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

EMC篇1_车前灯EMI改善经验分享:https://bbs.21ic.com/icview-3412458-1-1.html
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