EMC篇4_电源滤波对倒车雷达CE的影响

只看该作者 · 2024-12-3 10:54

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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。

只看该作者 · 2024-12-3 11:09

本帖最后由一个人破于 2024-12-16 13:44 编辑

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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