?輻射騷擾主要是指能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間或能量以電磁波形式在空間傳播的現(xiàn)象。輻射騷擾是電磁兼容的重要內(nèi)容,也是測試最不容易通過且最難整改的項目,談到電磁兼容測試不合格令人首先想到的就是輻射騷擾超標(ReF);輻射騷擾超標的產(chǎn)品可能引起周圍裝置、設備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害,一定要整改合格、符合有關法規(guī)標準要求,產(chǎn)品才能順利走向市場。 ? ? ?
?產(chǎn)品輻射騷擾容易超標、整改不可避免,就需要相應負責的工程師;工程師需要一定的無線電基礎知識,了解輻射騷擾的概念,看懂電路圖和輻射騷擾測試圖,有電子設計經(jīng)驗或EMC行業(yè)工作經(jīng)驗,就比較容易找出解決問題的辦法。
整改方法
1. 了解產(chǎn)品的特點、輻射騷擾超標情況; 2. 了解原理圖中主芯片的工作原理,分析振蕩信號和高頻信號的騷擾源; 3. 結(jié)合Layout和原理圖,分析主要騷擾源頭; 4. 采取適當措施,進行整改; 5. 驗證整改效果; 6. 效果不理想返回檢查,綜合考慮方案簡化和驗證,找出最簡單、經(jīng)濟方案; 7. 測試合格后,記錄筆記,小結(jié)經(jīng)驗;
整改過程
這里詳細介紹一款大功率PD移動電源ReF整改過程,因保密原因一些信息不便提供。案例產(chǎn)品為便攜式充電器,塑料外殼,內(nèi)置10000mAh/7.4V聚合物電芯,輸出功率63W帶2A1C。在SGS/ITS測試時,2次沒有通過ReF。 第一次:測試數(shù)據(jù)水平和垂直曲線(EN55032)(PD=20V/2.25A) ?
第二次:在輸出接口加磁環(huán),測試有效果。78.5MHZ這個尖峰就消失了,說明其原因在該接口影響。
第三次:在PCBA輸出位置加入共模電感,測試沒有效果。
效果不顯著,但是還需要進行優(yōu)化。 綜合以上,從源頭開始一步步查找問題根源,輻射騷擾源一直停在58-78MHZ位置不變,其所有的方法都已經(jīng)采用,都沒效果,才意識到一直以來被遺忘問題---地平面干擾; ? 第四次:優(yōu)化PCB布局與走線后,測試水平和垂直曲線效果(EN55032) (PD=20V/2.25A+USB5V/3A)
(PD=20V/2.25A+USB12V/1.5A)
經(jīng)驗總結(jié)
第一版:初始調(diào)試功能板,并沒有考慮到EMC問題
第二版:測試EMC超標嚴重,在第一版基礎上優(yōu)化電容濾波,結(jié)果測試EMC超標5個dB
第三版:在第二版基礎上優(yōu)化,在第二版找到單口20V/2.25A超標5個dB,優(yōu)化后沒有超標,但是組合測試58-78MHZ有超標1.5個dB。
第四版:在第三板基礎優(yōu)化,地平面(鋪地線)處分,電感和鋪地線分割0.4mm以上,大改中間層走線,區(qū)分高頻和電流線干擾。
通常與EMC相關的產(chǎn)品研發(fā)成本主要體現(xiàn)在3個方面: 1)因EMC測試不通過而導致修改設計帶來的開發(fā)輪數(shù)增加,最終增加的開發(fā)成本,不但包括時間,還包括人力,物力; 2)對于EMC技術把握不準導致設計或增加無用的元器件成本; 3)反復測試而導致的測試費用。
溫馨提示:?對產(chǎn)品進行EMC整改時,首先應考慮到單個產(chǎn)品整改與批量生產(chǎn)時的差異性。一般來說,EMC整改時會對產(chǎn)品各個部分進行仔細調(diào)整,所使用的對策及元器件都是反復挑選的。而在批量生產(chǎn)時,由于生產(chǎn)為流水線作業(yè),很難對產(chǎn)品各個部分仔細調(diào)整,再加上所采用元器件的批量離散性,批量生產(chǎn)產(chǎn)品的EMC性能也會參差不齊。只有在產(chǎn)品整改時為這種差異留下足夠的裕量,才能保證批量生產(chǎn)產(chǎn)品的EMC標準符合性。若批量生產(chǎn)的工藝一致性控制良好,所使用元器件的一致性很好,同時考慮到實驗室測試設備不確定度,傳導騷擾的整改至少要有4dB的裕量;輻射騷擾的整改至少要有6dB的裕量。
若工廠的生產(chǎn)工藝一致性控制不是特別到位(如主要是手工或半手工操作,而非計算機控制的自動化操作),所采用的元器件離散性較大,建議裕量至少再提高3dB。 必要時,可通過對EMC整改后批量生產(chǎn)的產(chǎn)品抽取至少三臺樣品進行相關項目檢測,以確定是否均滿足標準要求及結(jié)果的離散性如何,是否符合標準中對批量產(chǎn)品測試的標準符合性的判定準則。若都合格,則可判斷該整改措施是合適且有效的。?? ?
對常見電磁兼容不合格,綜合采用以下整改措施,一般可解決大部分問題:?屏蔽問題:??加強屏蔽、減少縫隙:可以在屏蔽體的裝配面處涂導電膠,或者在裝配面處加導電襯墊,甚至采用導電金屬膠帶進行補救。 ?導電襯墊可以是編織的金屬絲線、硬度較低易于塑型的軟金屬(銅、鉛等)、包裝金屬層的橡膠、導電橡膠或者是梳狀簧片接觸指狀物等。
布局布線問題:??在不影響性能的前提下,適當調(diào)整設備內(nèi)部各部件之間的布局,電纜走向和排列,以減小不同類型的部件、電纜相互影響。
?接地問題:?加強接地的性能,降低接地電阻; 對于設備整體要有單獨的低阻抗接地。
接口問題:??加強接口的濾波和金屬機箱與屏蔽層的連接; 在設備電源、信號的輸入、輸出線上改進或加裝濾波器。
電纜問題:??正確選擇傳輸電纜;電纜的屏蔽層正確接地; 改變普通的小信號或高頻信號電纜為帶屏蔽的電纜;改變普通的低頻、大電流信號或數(shù)據(jù)傳輸信號電纜為對稱絞線電纜。
關鍵部位的處理:?對重要部件、板卡、器件進行屏蔽、隔離處理,如加裝接地良好的金屬隔離倉或小的屏蔽罩等。 電路和電源問題: 改進或增加電源、電路的濾波,以旁路去其高頻干擾。