分析EMC整改常遇到的問(wèn)題和一些整改建議

EMC主要是通過(guò)測(cè)試產(chǎn)品在電磁方面的干擾大小和抗干擾能力的綜合評(píng)定，是產(chǎn)品在質(zhì)量安全認(rèn)證重要的指標(biāo)之一。很多產(chǎn)品在做產(chǎn)品安全認(rèn)證時(shí)都會(huì)遇到產(chǎn)品測(cè)試不合格的情況，尤其是在電磁兼容測(cè)試(即EMC測(cè)試)出錯(cuò)頻率更是普遍。當(dāng)產(chǎn)品一旦測(cè)試不合格，那么隨之而來(lái)的肯定是EMC整改通知書。在EMC整改過(guò)程中很多管理人和技術(shù)人員并不太明白該從何處入手，今天我們就來(lái)分析EMC整改常遇到的問(wèn)題和一些整改建議。

首先我們來(lái)從EMC測(cè)試項(xiàng)目構(gòu)成說(shuō)起，EMC主要包含兩大項(xiàng)：EMI(干擾)和EMS(產(chǎn)品抗干擾和敏感度)。當(dāng)然這兩大項(xiàng)中又包括許多小項(xiàng)目，EMI主要測(cè)試項(xiàng)：RE(產(chǎn)品輻射，發(fā)射)、CE(產(chǎn)品傳導(dǎo)干擾)、Harmonic(諧波)、Ficker(閃爍)。EMS主要測(cè)試項(xiàng)：ESD(產(chǎn)品靜電)、EFT(瞬態(tài)脈沖干擾)、DIP(電壓跌落)、CS(傳導(dǎo)抗干擾)、RS(輻射抗干擾)、Surge(雷擊)、PMS(磁場(chǎng)抗擾)。通過(guò)這些測(cè)試項(xiàng)目我們不難看出EMC測(cè)試主要圍繞產(chǎn)品的電磁干擾和敏感度兩部分，如果一旦產(chǎn)品不符合安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)需要EMC整改的時(shí)候我們可以通過(guò)降低其材料和零部件進(jìn)行整改。

一、EMC整改意見：

1、在拿到整改意見書以后，需要提前定位好EMC整改計(jì)劃。沒有定位好計(jì)劃就去盲目的整改產(chǎn)品就像無(wú)頭的蒼蠅一樣到處亂動(dòng)，這樣只會(huì)增加整改的成本。

2、定位手段，主要可以分為兩點(diǎn)。第一：直覺判斷，需要完全依托工程師的直覺和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行判斷。第二：比較測(cè)試，根據(jù)測(cè)試儀器所提供的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析問(wèn)題。

二、EMC整改流程：

1、RE超標(biāo)整改流程：

2、電線電纜超標(biāo)整改流程：

3、信號(hào)電纜整改流程：

4、屏蔽體泄漏整改流程：

三、EMC整改的一些小建議

1、電容的濾波作用

即頻率f越大，電容的阻抗Z越小。

當(dāng)?shù)皖l時(shí)，電容C由于阻抗Z比較大，有用信號(hào)可以順利通過(guò);

當(dāng)高頻時(shí)，電容C由于阻抗Z已經(jīng)很小了，相當(dāng)于把高頻噪聲短路到GND上去了。

2、電容濾波在何時(shí)會(huì)失效

整改中常常會(huì)使用電容這種元器件進(jìn)行濾波，往往有“大電容濾低頻，小電容濾高頻”的說(shuō)法。

以常見的表貼式MLCC陶瓷電容為例，進(jìn)行等效模型如下：

容值10nF，封裝0603的X7R陶瓷的模型參數(shù)如下：

由于等效模型中既有電容C，也有電感L，組成了二階系統(tǒng)，就存在不穩(wěn)定性。對(duì)電路回路來(lái)說(shuō)，就是會(huì)發(fā)生諧振，諧振點(diǎn)在如下頻率處：

下圖是諧振曲線的示例：

即常說(shuō)的在諧振點(diǎn)前是電容，諧振點(diǎn)之后就不再是電容了。

3、LC濾波何時(shí)使用

如果串聯(lián)電感L，再并聯(lián)組成C，就形成了LC濾波：

單獨(dú)一個(gè)電容C是一階系統(tǒng)，單獨(dú)一個(gè)電感L也是一階系統(tǒng)，在幅值衰減斜率是-20dB。但LC組成的二階系統(tǒng)，幅值衰減斜率是-40dB，更靠近理想的“立陡”的截止頻率的效果，即濾波效果更好。

4、PWM頻率到底是多少

往往提到PWM，比如會(huì)說(shuō)用20kHz PWM驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。但實(shí)際上，這個(gè)20kHz僅代表PWM的脈沖周期是50us：

那么所謂的20kHz PWM在頻域上的頻率點(diǎn)落在哪里呢，如下公式：

對(duì)于階躍信號(hào)來(lái)說(shuō)，由于上升時(shí)間tr無(wú)窮小，則頻率f無(wú)窮大。當(dāng)頻率高了之后，寄生參數(shù)則不能在忽略，會(huì)引發(fā)很多諧振的問(wèn)題。

從信號(hào)上來(lái)看，就是很陡峭的階躍信號(hào)會(huì)有過(guò)沖和振蕩的問(wèn)題。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是頻率f越大，則噪聲所占的頻率就會(huì)越寬泛，即EMC特性就會(huì)越差。

5、如何將原理圖和PCB對(duì)應(yīng)起來(lái)

由于細(xì)分工種的問(wèn)題，原理圖和PCB被割裂開來(lái)，由兩組人進(jìn)行分工作業(yè)：

例如在原理圖上有如下的電路：

其隱含一個(gè)問(wèn)題就是在PCB上其實(shí)V1的負(fù)極和C1的負(fù)極是有一條線(PCB layout工具軟件中用的詞比較準(zhǔn)確，Trace，蹤跡/軌跡)。

往往在設(shè)計(jì)階段A->B->C是都會(huì)關(guān)注的。如果EMC出現(xiàn)問(wèn)題，除了要在原理圖上查找電路參數(shù)的問(wèn)題，還需要特別關(guān)注C->D，即回流路徑。

如果回流路徑不順暢，會(huì)造成信號(hào)的畸變：

比如在EMC試驗(yàn)時(shí)，MCU的ADC采集到的信號(hào)被干擾到了，則除了在原理圖上分析外，在PCB上講該信號(hào)高亮出來(lái)，然后再耐心尋找該信號(hào)的回流路徑是否有不順暢的地方：

對(duì)著信號(hào)線頭腦中想象回流路徑，有點(diǎn)意識(shí)流的感覺。

6、總結(jié)