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传导干扰性质如何分类?

 

      传导的测试频段一般为150KHz30MHz

根据开关电源产生共模差模干扰的特点,可以将整个频段划分为3个部分

      0.15MHz0.5MHz    差模干扰为主

      0.5MHz5MHz       差、共模干扰共存

      5MHz30MHz       共模干扰为主

 

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标签: 传导干扰性质分类
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如何减小差模和共模干扰?

 

减小差模和共模的关键点:

1、  减小设计单板中差模信号环路面积;

2、  减小设计单板中共模信号回路路径;

3、  加大共模阻抗,减小高频噪声电流;

4、  增加干扰源和敏感电路之间的距离

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标签: 减小差模和共模干扰
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如何在电路设计中实现的阻抗匹配?

 

电路设计中如果驱动端输出阻抗是恒低,接收端阻抗是恒高的(稳态条件),用在驱动端串电阻和在接收端并电阻(阻值接近传输线特性阻抗)的方式进行匹配,则传输线实现了全匹配.这时传输线在驱动端面对的是输出阻抗为传输线特性阻抗的等效源阻抗,末端面对的是与传输线特性阻抗相同的负载(包括器件输入阻抗),从传输线任一点向任一方向看去输入阻抗都是一样的,所以线上不存在反射波,也没有多次反射发生,否则会有多次反射发生,使某些频率分量的幅度发生改变,造成波形失真,出现信号完整性问题.

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标签: 阻抗匹配
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电容的滤波效果说明

 

许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解。电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好,但是由于电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开始随频率的升高而增加,因此对高频噪声的旁路效果变差。表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率,电容的引线长度是1.6mm(你使用的电容的引线有这么短吗?)。

                                    1

电容值        自谐振频率(MHz              电容值    自谐振频率(MHz

1m F         1.7                              820 pF       38.5

0.1m F       4                                680 pF       42.5

0.01m F      12.6                             560 pF       45

3300pF       19.3                             470 pF       49

1800 pF      25.5                             390 pF       54

1100pF       33                               330 pF       60

尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。

 

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标签: 电容滤波效果
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EMI滤波时,如何选用滤波电容?

     滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用,如何正确选择滤波电容,尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员都十分关心的问题。

50Hz工频电路中使用的普通电解电容器,其脉动电压频率仅为100Hz,充放电时间是毫秒数量级。为获得更小的脉动系数,所需的电容量高达数十万μF,因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。而开关电源中的输出滤波电解电容器,其锯齿波电压频率高达数十kHz,甚至是数十MHz,这时电容量并不是其主要指标,衡量高频铝电解电容优劣的标准是阻抗-频率特性,要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗,同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。

普通的低频电解电容器在10kHz左右便开始呈现感性,无法满足开关电源的使用要求。而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子,正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极,负极铝片的两端也分别引出作为负极。电流从四端电容的一个正端流入,经过电容内部,再从另一个正端流向负载;从负载返回的电流也从电容的一个负端流入,再从另一个负端流向电源负端。

由于四端电容具有良好的高频特性,为减小电压的脉动分量以及抑制开关尖峰噪声提供了极为有利的手段。高频铝电解电容器还有多芯的形式,即将铝箔分成较短的若干段,用多引出片并联连接以减小容抗中的阻抗成份。并且采用低电阻率的材料作为引出端子,提高了电容器承受大电流的能力。

 

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标签: 滤波电容,EMI滤波,电容选用
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汽车电子产品EMC标准与常见解决方法

 

:本文主要介绍汽车电子产品供应商给车厂供货时,由于严酷EMC要求,往往电磁兼容验证不能通过,导致供货受到一定的影响;本文结合实际设计一个普通的产品 EMC进行分析,说明车厂的EMC要求以及常见问题与解决方法。

关键词BCI(大电流注入实验)         CE(电源端口的传导骚扰实验)

         RE(辐射发射实验)            RS(抗扰度实验)

随着汽车电控技术的不断发展,汽车电子设备数量大大增加,电路工作频率逐渐提高,功率逐渐增大,使得汽车工作环境中充斥着电磁波,导致电磁干扰问题日益突出,轻则影响电子设备的正常工作,重则损坏相应的电器元件。

因此,汽车应用电子产品都会涉及到共性问题——汽车电磁兼容技术。汽车电磁兼容技术关乎汽车特定电子系统及其周围电子系统运行的安全可靠性,关乎电子控制功能的运行的安全可靠性。诸如电子控制汽车制动系统电子控制传动系统、电子控制转向系统。乃至影响汽车整车的安全可靠性。因此,汽车电子设备的电磁兼容性能越来越受重视,目前迫切要求能广泛应用针对汽车子设备的电磁改进技术.

国内外各个车厂就针对这种环境制定出一系列的抗扰度测试标准,同时为了保证良好的电磁兼容环境,同时也对产品提出了一系列的电磁骚扰标准。

以下表格为国外汽车电子需要满足的标准,国内大体上也是根据国外标准制定,同时在我们国内的合资汽车厂商,以及我们国内的相关汽车厂商也是遵循以下标准,只是在具体要求上略有差异。

标准协会

标准号

标准名称

汽车电磁兼容国际标准

ISO 11451

道路车辆——窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰——整车测试法

Road vehicles—Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy—Vehicle test methods

ISO 11452

道路车辆——窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰——零部件测试法

Road ISO vehicles—Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy —Component test methods

ISO 7637

道路车辆——由传导和耦合产生的电气干扰

road vehicles—electrical disturbances by conduction and coupling

ISO TR 1O6O

道路车辆——静电放电产生的电气干扰

road vehicles—electrical disturbances from electrostatic discharge

CISPR 12

车辆、机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法

Vehiclesboatsand internal combustion engine driven devices radio disturbance characteristics limits and methods of measurement

CISPR 25

用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法

Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehiclesboats and on devices

以上标准可以分为两类,一类是设备对外的无线电骚扰,一类是外部对我们设备的干扰,要求我们的设备具有一定的抗干扰特性。这两方面大部分产品都不能顺利的测试通过,满足整车厂家的要求。那么如何提高我们汽车电子产品的自身抗扰度以及降低自身对外的电磁发射,满足各类整车制造厂家的要求?下面我们针对车载DVD产品作一些详细的分析。

车载DVD一般带有FM以及AM功能,同时DVD播放器必须带显示系统,所以一般配备一个7寸的LCD屏。设计技术比较高的厂商为了增加实用性,在DVD上面配备USB Host功能,以及GPS导航功能,车载DVD最终变成了车载娱乐导航系统。

由于车载娱乐系统功能复杂,大多采用高速数字电路,大家都知道由于数字电路上升沿比较陡,谐波分量比较丰富,最终导致设备对外界的辐射很强;通常不能满足CISPR25的要求。如何降低娱乐系统对外的干扰,我们还需要将对外干扰进行分类,从干扰的性质来讲干扰主要分二类:

一、             传导发射(沿着设备对外电缆进行发射)

对于传导发射我们一般有几种方式来解决:

A、源头抑制:查找发射的源头,精确定位到某个器件、信号,进行分析处理,主要针对时钟,高速时钟线进行处理;

B、在对外电缆接口处进行滤波处理,针对干扰的频率,性质有针对性的选用器件进行滤波,常用的器件有电感,电容等。

二、             空间发射(通过设备缝隙或本身对外进行发射)

对于空间发射我们一般的处理方法如下:

A、通过源头抑制对空间发射是一个很好的方法,主要是通过滤波电路,接口处理,PCB布局,布线,多层板设计解决;

B、加强设备的屏蔽,对设备的结构缝隙进行处理;

以上方法有利有弊;比如降低源头的后果会导致信号质量变差,我们在降低源头的时候必须要首先保证功能的正常以及稳定;增加滤波器件,对信号质量不会有大的影响(选择器件的时候要有针对性的选择并且结合实际的信号频率进行滤波选择),但是会导致设备成本增加;所以我们在操作的过程中要结合自己的情况灵活运用;

如何提高电子设备的抗扰度呢?我们先介绍车载DVD系统抗扰度实验常见的现象与解决方法:

1、 音频输出喇叭出现啸叫

对于音频输出喇叭啸叫,我们要分清楚啸叫的本质原因,常见的喇叭啸叫多数是因为干扰信号通过设备接口电缆耦合至内部电路(极少数是因为音频功放内部电路设计不合理所至),然后通过各种路径耦合至音频功放输入端,导致功放将无用的1KHz干扰载波信号进行放大输出,从而导致啸叫;解决方法一般有以下几种:

A、找出并切断耦合路径;

寻找耦合路径是一个复杂的分析过程,要具体的结合PCB布局、布线、原理图设计等各个因素综合进行分析,必要的时候可以借助示波器进行测试;一般可以用CS(传导敏感度试验)进行BCI模拟试验;

B、在设备信号口进行滤波,让干扰信号无法进入设备内部;

在信号口滤波,一般选用共模滤波方式进行抑制(有时候也会用电容进行滤波);选用共模电感时要有针对性的进行选择;如啸叫发生在60MHz,需要选择针对60MHZ有效滤波器件;

2、   屏幕乱码、抖动、系统死机、复位;

对于这几种情况,我们就要重点找出受干扰的具体电路,比如系统复位,此时我们就要关注复位电路、电源电路、控制电路等;如果屏幕乱码,我们就要关注视频处理电路、视频处理电路的控制信号、逻辑信号等;具体可以结合示波器进行观察,最终找出敏感源,一般按照以下两类情况进行分析。

一类:从设备信号口注入或者耦合至设备信号口的干扰;

对于这类干扰,最节省成本的办法是找出我们设备的敏感点,提高此点的抗干扰能力,但是这需要花费大量的时间以及精力,而且还必须要具备良好的电路、电磁场理论知识;我们现行的企业,一般到做EMC试验的时候,时间都是非常紧急,根本就没有足够的时间对设备进行详细的分析定位以及试验;所以在设备信号接口进行滤波不外是一个不错的选择;由于我们很明确干扰直接从电缆传导至设备内部,我们完全可以运用EMC器件将干扰在接口进行滤除,避免干扰传导至单板其他的电路;只要干扰在信号接口被滤除,我们的设备出现的问题也会随之消失;这种方法往往会导致成本有一定的上升;所以这种方法需要结合实际的情况进行考虑;

二类:从设备缝隙耦合至设备内部的干扰;

从缝隙耦合的干扰,直接可以将缝隙“堵住”进行试验;一般由缝隙引起的抗扰度问题着重处理缝隙即可,如果需要查找敏感源,就需要结合实际试验现象进行分析;

小结

对于汽车电子产品来讲,要通过严格的汽车电子电磁兼容标准要求,需要在结构,接口,单板滤波设计,PCB设计方面进行全方位考虑。

(本文由深圳市赛盛技术有限公司工程部从实际的工程设计中总结的经验,未经许可请勿转载!)

 

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标签: 汽车电子EMC,BCI,汽车电子EMC标准,常用解决方法
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