电磁干扰故障诊断.ppt

中国电子科技学术网 www.EMC,电磁干扰故障诊断,研发过程中：及早发现问题，为正式产品设计提供依据 样机调试中：确定干扰问题，排除故障，使产品尽快通过试验 现场中：确定干扰问题原因，解决干扰问题,中国电子科技学术网 www.EMC,准备工作,仪器设备准备 对策器件、工具准备 数据准备,中国电子科技学术网 www.EMC,仪器设备准备,频谱分析仪 偶极天线（或普通杆天线） 近场探头 电流卡钳 低噪声宽带放大器（10kHz 1GHz）,中国电子科技学术网 www.EMC,工具箱准备,不同内径的分体式铁氧体磁环 47pf、100pf、470pf、1000pf、10000pf的片状滤波器 47pf 10000pf 独石电容 交流电容3300pf、0.47f、1 f,中国电子科技学术网 www.EMC,工具箱内容,导电布、铜箔屏蔽胶带、绝缘胶带各一卷 馈通滤波器100pf、470pf、1000pf、10000pf 电源线滤波器3A、10A各1只 差模扼流圈2只、共模扼流圈1只 焊接工具一套,中国电子科技学术网 www.EMC,自制一些小工具,电流卡钳 近场探头 LISN和差共模分离器 前置放大器 脉冲干扰发生器,中国电子科技学术网 www.EMC,电流卡钳的原理,V,I,ZT = V / I ZT 的单位： 或 dB,中国电子科技学术网 www.EMC,电流卡钳实物,中国电子科技学术网 www.EMC,应急制作电流卡钳,同轴电缆芯线与屏蔽层连接,从工具箱中挑选一个内径合适的磁环,被测电缆,中国电子科技学术网 www.EMC,近场探头的原理,V,V ( d / dt ) = A ( dB / dt ),B,中国电子科技学术网 www.EMC,近场探头实物,中国电子科技学术网 www.EMC,自制近场探头,电磁场探头,磁场探头,中国电子科技学术网 www.EMC,自制近场探头（电磁场）,中国电子科技学术网 www.EMC,自制近场电场探头,根据使用条件，套适当的绝缘层,中国电子科技学术网 www.EMC,近场探头的实际应用,频谱分析仪,放大器,共模扼流圈 （铁氧体磁环）,中国电子科技学术网 www.EMC,简易电快脉冲发生器,中国电子科技学术网 www.EMC,自制LISN,L1,L2,香蕉插座，或其它合适的插座,BNC座,所有电容引线最短 电阻引线最短 电容符合安规,中国电子科技学术网 www.EMC,LISN电感的制作,中国电子科技学术网 www.EMC,原始数据准备,完整的发射测试曲线 超标点（包括临界点）的准确频率 （精确到100kHz内） 超标点的超标dB数 被测设备内电路的周期信号（本振信号、时钟信号、开关电源、DC-DC转换器等）的频率,试验室提供,中国电子科技学术网 www.EMC,诊断前取得基准数据,在开始工作前，先取得关注频率（超标频率）上的干扰发射的基准： 辐射发射（无论什么天线） 传导发射（无论什么传感器）,一旦定下来传感器，就不能再变（包括天线尺寸）,中国电子科技学术网 www.EMC,试验记录表,频率 超标dB数 基准数 改进后数,156MHz 17dB 65dB 45dB,中国电子科技学术网 www.EMC,深刻理解 “dB”,60dB,? dB,加滤波器,加滤波器,中国电子科技学术网 www.EMC,dB的变化举例,5个潜在的泄漏源,dB,50%,30%,15%,4%,1%,6,8,12,14,25,中国电子科技学术网 www.EMC,解决发射超标的过程一,解决最大的泄漏源：改善量 = 20lg,1,0.5,= 6 dB,解决第二大的泄漏源：改善量 = 20lg,0.5,0.2,= 8 dB,解决第三大的泄漏源：改善量 = 20lg,0.2,0.05,= 12 dB,解决第四大的泄漏源：改善量 = 20lg,0.05,0.01,= 14 dB,解决最后的泄漏源： 改善量 = 20lg,0.01,0.0006,= 25 dB,中国电子科技学术网 www.EMC,解决发射超标的过程二,解决第三大的泄漏源：改善量 = 20lg,1,0.85,= 1.4 dB,解决第一大的泄漏源：改善量 = 20lg,1,0.5,= 6 dB,解决第二大的泄漏源：改善量 = 20lg,0.5,0.2,= 8 dB,解决第四大的泄漏源：改善量 = 20lg,0.2,0.16,= 2 dB,解决最后的泄漏源： 改善量 = 20lg,0.16,0.15,= 0.6 dB,认为此泄漏源无关紧要，今后不再考虑。,中国电子科技学术网 www.EMC,过程二的幅度变化,dB,6,8,2,0.6,如果再返回来考虑第三大的辐射源问题： 去掉这个辐射源后，改善量：,0.15,20lg,0.001,= 44 dB,44,没有经验的人会认为将其它措施去掉，只保留抑制第三大泄漏源的措施就可以了。,中国电子科技学术网 www.EMC,诊断电磁干扰问题的步骤,加上一项措施,不合格,去掉最贵或最不好实现的措施,合格,仍合格,恢复这个措施,不合格,中国电子科技学术网 www.EMC,传导发射超标的诊断,用电流卡钳分别卡在每根电源线上，读出超标点的数值,判断干扰是差模还是共模,填写超标点纪录表,直观检查不合理设计,采取措施，直到合格为止,采取措施，直到合格为止,中国电子科技学术网 www.EMC,共模、差模电流判断,若：V = 0 差模电流,若：V 0 共模电流成份,V 1 V2 差模、共模混合 V 1 = V2 仅有共模或差模,中国电子科技学术网 www.EMC,在LISN上判断共模、差模,中国电子科技学术网 www.EMC,差模发射问题,一般发生在1MHz以下，开关电源的开关频率上 原因是滤波器的差模衰减不够，特别是体积较小的滤波器 解决方法：增加一个差模电容、两个差模电感,原滤波器,电源,中国电子科技学术网 www.EMC,共模发射问题,超标发射为共模电流,检查滤波器安装方式,更换共模电感更大的滤波器,1MHz以上,1MHz以下,重装滤波器,有问题,没问题,更换高频性能较好的滤波器,没改善,有所改善,试验共模损耗更大的滤波器直到合格,不合格,合格,中国电子科技学术网 www.EMC,辐射发射超标问题,测量超标（临界）点，作参考值,有电缆,无电缆,合格,不合格,只有电源电缆,无共模电流,不合格,拔掉所有电缆,合格,测量电源线共模电流,检查机箱屏蔽,完成,有共模电流,合格,不合格,电缆有问题,解决电缆共模电流,设备联上所有电缆,处理滤波器，消除共模电流,中国电子科技学术网 www.EMC,解决电缆上的共模电流,联上某根电缆,辐射 增强,辐射无增强,100MHz以上,套上铁氧体磁环,100MHz以上,绕1 3匝,馈通型,无明显 改善,不可滤波,可滤波,确定截止频率,有改善 仍不合格,增加一个磁环,100MHz以下,100MHz以下,PCB安装型,使用或改善屏蔽电缆,滤波或屏蔽电缆,不合格,中国电子科技学术网 www.EMC,解决电源线共模电流,灵活应用铁氧体磁环,不合格,检查滤波器安装,100MHz以上,特制宽带滤波器,无问题,有问题,重新安装滤波器,不合格,高频性能较好的,多级或电感较大的,30100MHz,30MHz以下,不合格,更换滤波器,30MHz以上,30MHz以下,中国电子科技学术网 www.EMC,诊断机箱问题,缝隙,孔洞,馈通导线,检查衬垫,衬垫安装,设法密封缝隙,衬垫质量,内部结构,有衬垫,无衬垫,仍有泄漏,无泄漏,完成,辐射源是否在孔洞附近,重新设计结构，使两者远离,缩小孔洞尺寸或用截止波导,磁场,电场,导线可滤波,导线滤波,导线不可滤波,重新设计结构，避免导线馈通,中国电子科技学术网 www.EMC,受辐射干扰的问题诊断,合格,合格或 改善,合格,不合格,拔掉所有电缆,检查电源线滤波器（改进）,检查机箱屏蔽,完成,合格,逐根插上电缆,放开电缆,电缆可拔掉,电缆不可拔掉,合格,电缆滤波 或屏蔽,不合格,套磁环,全合格,合格，还有电缆没插,缩短电缆、套