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1、电磁兼容培训胶片(诊断)杨继深 2002第1页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002电磁干扰故障诊断的目的 产品研发过程中：产品研发过程中：确定样机的干扰问题根源，提出有效的对确定样机的干扰问题根源，提出有效的对策方案，为正式产品设计提供依据策方案，为正式产品设计提供依据现场中：现场中：确定干扰问题原因，解决干扰问题确定干扰问题原因，解决干扰问题第2页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002准备工作 仪器设备准备 对策器件、工具准备 数据准备第3页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002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
2、低噪声宽带放大器（10kHz 1GHz）第4页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002工具箱准备不同内径的分体式铁氧体磁环20只 47pf、100pf、470pf、1000pf、10000pf的片状滤波器各10只 独石电容47pf 10000pf 各10只交流电容3300pf、0.47f、1 f 各5只 导电布、铜箔屏蔽胶带各一卷，绝缘胶带一卷 馈通滤波器100pf、470pf、1000pf、10000pf 各10只 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 焊接工具一套第5页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002电流卡钳的原理VIZT=V/IZ
3、T 的单位：的单位：或或 dB 第6页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002电流卡钳实物第7页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002应急制作电流卡钳同轴电缆芯线与屏蔽层同轴电缆芯线与屏蔽层连接连接从工具箱中挑选一个内从工具箱中挑选一个内径合适的磁环径合适的磁环被测电缆被测电缆第8页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002近场探头的原理VV (d /dt)=A(dB/dt)B第9页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002近场探头实物第10页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002自制近场探头电电磁磁场场探探头头磁磁场场探探头头第11
4、页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002自制近场探头（电磁场）第12页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002自制近场电场探头根据使用条件，套适当的绝缘层根据使用条件，套适当的绝缘层第13页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002近场探头的实际应用频谱分析仪频谱分析仪放大器放大器共模扼流圈共模扼流圈（铁氧体磁环）（铁氧体磁环）第14页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002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
5、器等）的频率第15页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002深刻理解“dB”60dB?dB加滤波器加滤波器加滤波器加滤波器第16页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002dB的变化举例5个潜在的泄漏源dB50%30%15%4%1%68121425第17页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002解决发射超标的过程一解决最大的泄漏源：改善量解决最大的泄漏源：改善量=20lg10.5=6 dB解决第二大的泄漏源：改善量解决第二大的泄漏源：改善量=20lg0.50.2=8 dB解决第三大的泄漏源：改善量解决第三大的泄漏源：改善量=20lg0.20.05=12 dB解
6、决第四大的泄漏源：改善量解决第四大的泄漏源：改善量=20lg0.050.01=14 dB解决最后的泄漏源：解决最后的泄漏源：改善量改善量=20lg0.010.0006=25 dB第18页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002解决发射超标的过程二解决第三大的泄漏源：改善量解决第三大的泄漏源：改善量=20lg10.85=1.4 dB解决第一大的泄漏源：改善量解决第一大的泄漏源：改善量=20lg10.5=6 dB解决第二大的泄漏源：改善量解决第二大的泄漏源：改善量=20lg0.50.2=8 dB解决第四大的泄漏源：改善量解决第四大的泄漏源：改善量=20lg0.20.16=2 dB解决最
7、后的泄漏源：解决最后的泄漏源：改善量改善量=20lg0.160.15=0.6 dB认为此泄漏源无关紧要，今后不再考虑。认为此泄漏源无关紧要，今后不再考虑。第19页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002过程二的幅度变化dB6820.6如果再返回来考虑第三大的如果再返回来考虑第三大的辐射源问题：辐射源问题：去掉这个辐射源后，改善量：去掉这个辐射源后，改善量：0.15 20lg0.001=44 dB44没有经验的人会认为将其它措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施去掉，只保留抑制第三大泄漏源的措施就可以了。漏源的措施就可以了。第20页，共38页，编辑于2022年，星期
8、日杨继深 2002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判断干扰是差模还是共模填写超标点纪录表填写超标点纪录表直观检查不合理设计直观检查不合理设计采取措施，直到合格为止采取措施，直到合格为止采取措施，直到合格为止采取措施，直到合格为止第21页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002共模、差模电流判断若：若：V=0差模电流差模电流若：若：V 0共模电流成份共模电流成份 V 1 V2 差模、共模混合差模、共模混合V 1=V2 仅有共模或差模仅有共模或差模V1V2第22页，共38页，编辑于2
9、022年，星期日杨继深 2002差模发射问题一般发生在一般发生在1MHz以下，开关电源的开关频率上以下，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、两个差模电感解决方法：增加一个差模电容、两个差模电感原滤波器原滤波器电源电源第23页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002共模发射问题超超标标发发射射为为共共模模电电流流检检查查滤滤波波器器安安装装方方式式更更换换共共模模电电感感更更大大的的滤滤波波器器1MHz以上1MHz以下重重装装滤滤波波器器有问题没问题更更换换高高频频性性能能
10、较较好好的的滤滤波波器器没改善有所改善试验共模损耗更大的滤试验共模损耗更大的滤波器直到合格波器直到合格不合格合格第24页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002辐射发射超标问题测测量量超超标标（临临界界）点点，作作参参考考值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拔掉掉所所有有电电缆缆合格测量电测量电源线共源线共模电流模电流检查机箱检查机箱屏蔽屏蔽完成完成有共模电流合格不合格电电缆缆有有问问题题解解决决电电缆缆共共模模电电流流设设备备联联上上所所有有电电缆缆处理滤波处理滤波器，消除器，消除共模电流共模电流第25页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002解决
11、电缆上的共模电流联联上上某某根根电电缆缆辐射增强辐射无增强100MHz以上套套上上铁铁氧氧体体磁磁环环100MHz以上绕绕1 3匝匝馈通型馈通型无明显改善不可滤波可滤波确定截止确定截止频率频率有改善仍不合格增加一个增加一个磁环磁环100MHz以下100MHz以下PCB安装型安装型使用或改善屏蔽电缆使用或改善屏蔽电缆滤波或滤波或屏蔽电屏蔽电缆缆不合格第26页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002解决电源线共模电流灵灵活活应应用用铁铁氧氧体体磁磁环环不合格检检查查滤滤波波器器安安装装100MHz以上特制宽带滤特制宽带滤波器波器无问题有问题重新安装重新安装滤波器滤波器不合格高频性能高频
12、性能较好的较好的多级或电感多级或电感较大的较大的30100MHz30MHz以下不合格更更换换滤滤波波器器30MHz以上30MHz以下第27页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002诊断机箱问题缝缝隙隙孔孔洞洞馈馈通通导导线线检查检查衬垫衬垫衬垫安装衬垫安装设法密封缝隙设法密封缝隙衬垫质量衬垫质量内部结构内部结构有衬垫有衬垫无衬垫无衬垫仍有泄漏仍有泄漏无泄漏无泄漏完成完成辐射源是否在辐射源是否在孔洞附近孔洞附近重新设计结构，使两者远离重新设计结构，使两者远离缩小孔洞尺寸或用截止波导缩小孔洞尺寸或用截止波导磁场磁场电场电场导线可滤波导线可滤波导线滤波导线滤波导线不可滤波导线不可滤波重新
13、设计结构，避免导线馈通重新设计结构，避免导线馈通第28页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002受辐射干扰的问题诊断合格合格或改善合格不合格拔拔掉掉所所有有电电缆缆检查电源检查电源线滤波器线滤波器（改进）（改进）检查机箱屏蔽检查机箱屏蔽完成完成合格逐逐根根插插上上电电缆缆放开电缆放开电缆电缆可拔掉电缆不可拔掉合格电缆滤波电缆滤波或屏蔽或屏蔽不合格套套磁磁环环全合格合格，还有电缆没插缩短电缆、缩短电缆、套磁环套磁环不合格不合格无改善不合格第29页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002ESD对电路工作影响的机理不良搭接不良搭接孔缝孔缝电流找阻抗最小路径电流找阻抗最小路径静
14、电放电产生的电磁场静电放电产生的电磁场第30页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002静电放电频率范围1ns100nsIt大部分能量集中在大部分能量集中在300MHz以下以下第31页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002ESD产生的电磁场 5 10 151234电场电场 kV/m磁场磁场 A/m51015t ns10 cm20 cm50 cm第32页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002ESD常见问题与改进 ESDVESDV第33页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002ESD常见问题与改进ESD1I1ESD2I2ESD1I1ESD2铁氧体磁
15、珠铁氧体磁珠第34页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002ESD常见问题与改进第35页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002电缆上的ESD防护电缆电缆/机箱搭接机箱搭接VN第36页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002电缆上的ESD防护正确错误第37页，共38页，编辑于2022年，星期日杨继深 2002直接放电试验问题诊断有明确有明确路径路径无明确无明确路径路径放电路径附近放电路径附近有无敏感电路有无敏感电路？放电路径阻抗过高，放电路径阻抗过高，导致地线问题导致地线问题放放电电电电流流是是否否流流进进电电路路？预预测测静静电电放放电电电电流流的的路路径径切断这个路径切断这个路径有有无无有有无无处理敏感电路或更改放处理敏感电路或更改放电电流路径电电流路径故障依然存在故障依然存在故障排除故障排除设置低阻抗放设置低阻抗放电路径电路径故障依然存在故障依然存在故障排除故障排除第38页，共38页，编辑于2022年，星期日