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EMC整改(RI)辐射抗干扰整改分析案例

 

RS(RI)辐射抗干扰整改分析案例

 

一,关于抗干扰

对于产品的EMI和EMS的两大问题点,大多数工程师都愿意解EMI发射类问题,一般如RE、CE问题点比较明显,且有常规的一些对策方案可以调试。

有时遇到EMS问题点,就会比较头痛,比如抗干扰测试中,画面闪动/纹波,LED闪动/熄灭,系统卡顿/重启,信号延迟/丢包等现像,有时无从下手,就只能凭经验增加一些防护。  

二,RS(RI)辐射抗干扰分析

 

我们知道, IEC 61000-4-3 和 ISO 11452-2,辐射抗干扰是针对整机产品或系统的测试,所以RS问题的分析,除了主机产品外,外部线材,周边附件等,都可能造成RS的失效, (如下测试示意图)

 

那么针对RS问题,要怎么去分析和实施方案呢,有一个很重要的原则是:诊断分析由外到内,施加方案由内到外,

大致可以参考以下几个方向入手分析,

 

1, 周边线束分析:主机上的周边线束在RS中相当一个接收天线,我们可以考虑线束屏蔽或磁环滤波来评估线束的敏感性,同时确定干扰路径方向,

2,主机端口防护分析:以此来确定哪些端口易受干扰,

3,主机屏蔽分析:用来分析是空间干扰还是线束或端口串入干扰,

4,各电源输入滤波分析:来判断是否由电源干扰引起PCB模块不稳定,

5,接地系统分析:包括整机接地,PCB接地等, 用于判断是否由接地回路问题引起主板干扰,

6PCB敏感源推导分析,(参考以下案例)

重点说明:以上1~5点分析,即使方案能直接解决RS干扰问题,最好仅作为临时处理方案,或仅作为判断干扰路径的手段,不要直接作为最终方案,因为根据RS干扰机理,我们需要明确的是,所有抗干扰的最终源头基本是PCB敏感有源器件或模块的问题,从源头去施加方案,除了成本低外,还能更好的保持产品的稳定性,不用担心环境变更,或材料精度误差,或场地变更等,而导致的测试差异。

 

三,RI 整改案例分享

某款车载产品,RI测试中负载输出波动,

Step1首先通过线束分析,在电源输入线上增加滤波磁环判断,发现干扰频率段和现像没有减缓, 同时分析产品为塑胶壳,所以初步判断为空间直接干扰到主板。

 

Step2 增加主板PCB多点接地,RI干扰明显减少,所以可以暂且认定PCB接地系统有很大问题,留着后面待进一步分析

Step3 敏感源推导,导致负载不稳定的因素很多,最有可能的是主控芯片,所以从主控芯片先入手分析,用示波器测试主控芯片输入输出,发现输入电源和信号正常,而输出信号不稳定,基本判断为主控芯片受到干扰。

 

Step4 敏感源深入分析,上面确定了地的干扰比较大,同时确定了主控芯片为敏感器件,综合分析之下,接下来要深入分析芯片地的布局,通过分析芯片地的布局,发现PCB bottom层地分布不合理,芯片地与PCB地没有直接相连接,虽然有通过via过孔相连,但是每个via都会造成电感性地弹和地阻抗不连续,(如下图)

 针对芯片地和PCB地的测试发现,在施加干扰时,两个地之间有一定的电位差波动,并不是我们期望的恒定零电位

Step5总结上面的分析,基本确定了具体问题点,对芯片bottom层地布局进行优化,地与地之间加大联通,以降低地阻抗。

   验证结果:化后的PCB,装机测试RI pass, 符合车规标准。

四,总结分享

   有些产品的抗干扰都具有共性,通过从PCB敏感源头分析并施加方案,有时一个方案可能会同时解surge/EFT/ESD/RS等多个抗干扰问题,需要各种手段耐心的分析排查,抗干扰问题也会变简单。

技术交流 13723783280(袁工)

 

 

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