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嘉峪检测网 2025-03-18 09:13
大电流和大功率产品通常涉及高电流回路和高频开关元件,这些特性容易导致电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)问题。电磁兼容(EMC)整改需要综合考虑屏蔽、接地、滤波、布线优化等多种手段,以下是具体的整改策略:
1. 优化电路设计
大电流产品中,电源回路和高频开关元件是主要的干扰源。优化电路设计时,应尽量减小电流环路面积,避免高频信号与低频信号之间的耦合。例如,开关电源中的高频开关元件(如MOSFET)和大电流回路(如变压器、电解电容)应尽量靠近布置,以减少环路面积。
2. 增加滤波措施
在电源输入端和关键信号线上增加滤波器是抑制干扰的有效手段。例如,对于高频开关电源,可在输入端增加π型滤波器,或在高频开关节点串联磁珠以抑制高频干扰。此外,针对谐波干扰,可在输出整流管上串联磁珠或调整吸收电路参数。
3. 屏蔽与接地
屏蔽是防止电磁干扰的重要手段。对于大电流产品,可采用金属外壳或屏蔽罩对关键部件进行屏蔽,并确保屏蔽层良好接地。例如,高频变压器和开关元件可通过屏蔽铜箔进行隔离。接地设计也很关键,高频电路应采用多点接地,低频电路则可采用单点接地。
4. 布线优化
合理布线可有效减少干扰。电源线和信号线应尽量避免交叉,高频信号线应尽量短且靠近地平面。例如,在某电机控制器的整改中,重新布线并增加共模扼流圈后,电源线与信号线之间的干扰得到了有效抑制。
5. 软件优化
对于数字电路,可通过软件手段如展频技术或跳频技术分散能量,降低单点频率的辐射强度。
6. 能量吸收与分散
在高频开关元件上并联吸收电路(如RC吸收电路)或串联磁珠,可将高频能量转化为热能消耗掉。此外,通过合理布局PCB,将高频元件尽量靠近电源芯片,减少高频回路长度,也可有效降低辐射。
产品EMC案例分析
案例1:开关电源的EMC整改
某开关电源在电磁兼容测试中发现电源端子骚扰电压超标。经过分析,发现问题是由于高频开关元件的辐射和电源回路的干扰。整改措施包括优化滤波电路设计,增加去耦电容,并在高频开关节点串联磁珠。通过这些措施,电源端子的骚扰电压得到了有效降低,最终通过了相关测试。
案例2:高频无极灯的EMC整改
某高频无极灯在电磁兼容测试中发现电源端子骚扰电压超标。整改措施包括优化滤波器安装位置,增加滤波器件,并在变压器输入端增加小电容。通过这些措施,电源端子的骚扰电压得到了有效降低,最终通过了相关测试。
案例3:大功率直流电机的EMC整改
某汽车直流电机在电磁兼容测试中发现传导发射超标。整改措施包括在电机转子安装环形压敏电阻以降低骚扰噪声,并配合EMC滤波PCB线路板。此外,优化接地设计,增加接地面积,确保接地导通性。通过这些措施,电机的传导发射得到了有效抑制。
案例4:LED舞台灯的EMC整改
某LED舞台灯在电磁兼容测试中发现辐射骚扰场强超标。整改措施包括优化信号线走线,增加屏蔽措施,并调整滤波电路。通过这些措施,舞台灯的辐射骚扰得到了有效抑制,最终满足了相关标准。
案例5:智能音箱的EMC整改
某智能音箱在电磁兼容测试中发现辐射发射超标,主要原因是滤波电容不足。整改措施包括增加滤波电容容量,优化电路设计,并在高频元件上增加磁珠。通过这些措施,音箱的辐射发射得到了有效抑制,最终通过了相关测试。
案例6:混合动力汽车DC/DC模块的EMC整改
某混合动力汽车的DC/DC模块在电磁兼容测试中发现低频开关电源干扰超标。整改措施包括增加滤波电容,调整电路连接,并优化PCB布局。通过这些措施,低频开关电源的干扰得到了有效抑制,模块的电磁兼容性能显著提升。
案例7:大功率电源的EMC整改
某大功率电源在电磁兼容测试中发现传导干扰和辐射干扰严重。整改措施包括优化电路设计,增加共模和差模滤波器,并屏蔽关键部件。通过这些措施,电源的传导和辐射干扰得到了有效抑制,最终通过了电磁兼容认证。
案例8:高频数据电台的EMC整改
某高频数据电台在电磁兼容认证试验中发现跳频工作模式下谐波超标。整改措施包括优化射频信号的传输路径,增加谐波滤波器,并确保所有电缆采用屏蔽电缆并套上防波套。通过这些措施,电台的谐波辐射得到了有效抑制。
案例9:按摩设备的EMC整改
某按摩设备在电磁兼容测试中发现充电状态下辐射超标。整改措施包括优化充电板的PCB布局,将高频元件靠近电源芯片,减少高频回路长度,并增加滤波电容。通过这些措施,设备的辐射发射得到了有效抑制,最终满足了相关标准。
案例10:汽车电子控制单元(ECU)的EMC整改
某汽车电子控制单元(ECU)在电磁兼容测试中发现辐射发射超标,主要原因是PCB布局不合理,高频电路与低频电路之间存在耦合。整改措施包括重新设计PCB布局,将高频电路与低频电路分开,并在电源输入端增加π型滤波电路。同时,优化外壳屏蔽,确保屏蔽层良好接地。通过这些措施,辐射发射强度大幅降低,满足了相关标准。
通过以上案例可以看出,电磁兼容整改需要综合运用多种手段,并结合严格的测试验证,才能有效提升设备的电磁兼容性能。
来源:Internet