无线电磁波EMC产品认证测试故障排除及解决方案

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屏蔽箱生产技术人员在解决电磁干扰问题时,重要的一个问题是判断干扰的来源。只有准确将干扰源定位后,才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源泉是简单的方法,因为在信号的所有特征中,频率特征是稳定的,并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚。因此,只要知道了干扰信号的频率,就能够推测出干扰是哪个部位产生的。对于电磁干扰信号,由于其幅度往往远小于正常工作信号,用频谱分析仪做这种测量是十分简单的。由于频谱分析仪的开关电源模块中频带宽较窄,因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉,精确地测量出干扰信号频率,从而判断产生干扰信号的电路。

电磁兼容故障排除技术:

(1)传导型问题的解决

①通过串联一个高阻抗来减少EMI电流。

②通过并联一个低阻抗将EMI电流短路到地或引到其它回路导体。

③通过电流隔离装置切断EMI电流。

④通过其自身作用来抑制EMI电流。

(2)电磁兼容的容性解决方案

一种常见的现象是不把滤波电容的一侧看成直接与一个分离的阻抗相连,而看成与传输线相连。典型的情况是,当一条MTD2002输入输出线的长度达到或超过1/4波长时,该传输线变“长”。实际可以用下式近似表示这种变化:l≥55/f   式中:l单元为m,f单位为MHz。这个公式考虑了平均传播速度,它是开关电源模块自由空间理论的0.75倍。

  1. 电介质材料及容差电磁干扰滤波使用的大部分电容是无极性电容。
  1. 差模(线到线)滤波电容性电容。
  2. 共模(线到地/机壳)滤波电容

共模(CM)去耦通常使用小电容(10~100nF)。小电容可以将不期望的高频电流在其进入敏感电路之前或在其离MTD2002噪声电路较远时就将其短路到机壳上去。为了得到良好的高频衰减电路,减小或消除寄生电感是关键之所在。因此有必要使用超短导线,尤其希望使用无引线元器件。

(3)感性、串联损耗电磁兼容解决方案

就电容而言,Zs和Z1如果不是纯电阻的话,在计算频率时,要使用它们的实际值。电容器串联在电源或信号电路时,必须满足:

①流过的工作电流不应该引起电感过热或过大的有过之而无不及降;

②流过的电流不能引起电感磁饱和,尤其是对高导磁材料是毫无疑问的。

解决方案有以下几种:

*磁芯材料;

*铁氧体和加载铁氧体的电缆;

*电感、差模和共模;

*接地扼流圈;

*组合式电感电容元件。

(4)辐射型问题的解决

在很多情况下,辐射电磁干扰问题可能在传导阶段产生并被排除,还有些解决方案是可以抑制干扰装置在开关电源模块辐射传输通道上,就像场屏蔽那样工作。根据屏蔽理论,这种屏蔽的效果主要取决于电磁干扰源的频率、与屏蔽装置之间的距离以及电磁干扰场的特性——电场、磁场或者平面波。

①导体带。使用铜或铝带要吧简单快速地建立一种直接的屏蔽和低阻连连接或总线。它们对于临时的解决方案和相对永久的解决方案来说是很方便的。厚度在0.035~0.1mm之间,并且背面带有导电黏合剂以便安装。如果使用铜导电带,其通过电阻约20mΩ/cm2。应用场合:电气屏蔽罩;发生故障时泄露点定位;作为一个应急的解决方案,将MTD2002塑料连接器变成金属的、屏蔽普通的扁平电缆等。

②网状屏蔽带和拉链式外套。涂锡的钢网带:主要用来安装在一个已经装配好的电费护套上作为一种易安装的绷带型的屏蔽罩。为了降低电费的磁场辐射或敏感问题,钢网带是一种有效的解决方案。

拉链式屏蔽外套:当有明显迹象表明电费是主要的引起EMI耦合的原因时使用。

③EMI密封垫。应用场合:当下述条件存在,并且需要真正的SE时,EMI密封垫是常用的解决辐射问题、敏感问题、ESD、电磁脉冲和TEMPEST问题的方法。

*已经把机箱泄漏确认为主要的辐射路径。

*啮合面不够光滑、平整或不够硬、本身无法提供良好的连接接触。

④窗口和通风板的EMI屏蔽:适合对孔径的屏蔽。

平面波的大概模型是:

SE≈104(-20-lgl)-20lgf

式中,SE单位为dB;l为网格或网孔的尺寸,单位为mm;f单位为MHz。当然,随着频率的下降,网孔的MTD2002屏蔽效率SE的上限受限于金属本身。在近区场,对H场的屏蔽,其屏蔽功率SHE不受频率的影响,可由下式近似得出:

SEH≈10lg(πr/l)

其中,r为源到屏蔽罩之间的距离,l为网孔尺寸,两者单位均为mm。

⑤导电涂料:应用于在系统的塑料外壳建立EMI屏蔽罩、发送现有普通的或恶化的导电表面的屏蔽效能SE、防止ESD或静电积累现象、增大结合面或密封垫片的接触面积。

⑥导电箔:铝是一种良导体,在10MHz以下没有吸收损耗,但它对于电场的任何频率都有较好的反射损耗。应用场合请参阅有关资料。

⑦导电布:可应用于任何100kHz到GHz级频率范围需要达到30~30dB衰减的立体屏蔽场合中。

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