?輻射騷擾主要是指能量以電磁波形式由源發射到空間或能量以電磁波形式在空間傳播的現象。輻射騷擾是電磁兼容的重要內容,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);輻射騷擾超標的產品可能引起周圍裝置、設備或系統性能降低或者對有生命或無生命物質產生損害,一定要整改合格、符合有關法規標準要求,產品才能順利走向市場。 ? ? ?
?產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,有電子設計經驗或EMC行業工作經驗,就比較容易找出解決問題的辦法。
整改方法
1. 了解產品的特點、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、經濟方案; 7. 測試合格后,記錄筆記,小結經驗;
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。案例產品為便攜式充電器,塑料外殼,內置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:測試數據水平和垂直曲線(EN55032)(PD=20V/2.25A) ?
第二次:在輸出接口加磁環,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)
經驗總結
第一版:初始調試功能板,并沒有考慮到EMC問題
第二版:測試EMC超標嚴重,在第一版基礎上優化電容濾波,結果測試EMC超標5個dB
第三版:在第二版基礎上優化,在第二版找到單口20V/2.25A超標5個dB,優化后沒有超標,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,區分高頻和電流線干擾。
通常與EMC相關的產品研發成本主要體現在3個方面: 1)因EMC測試不通過而導致修改設計帶來的開發輪數增加,最終增加的開發成本,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:?對產品進行EMC整改時,首先應考慮到單個產品整改與批量生產時的差異性。一般來說,EMC整改時會對產品各個部分進行仔細調整,所使用的對策及元器件都是反復挑選的。而在批量生產時,由于生產為流水線作業,很難對產品各個部分仔細調整,再加上所采用元器件的批量離散性,批量生產產品的EMC性能也會參差不齊。只有在產品整改時為這種差異留下足夠的裕量,才能保證批量生產產品的EMC標準符合性。若批量生產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整改后批量生產的產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果的離散性如何,是否符合標準中對批量產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,適當調整設備內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、大電流信號或數據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。