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電磁騷擾問題的故障如何定位?朱立文是一位研究電磁騷擾問題20多年的資深專家,他給出了一些實(shí)用的指導(dǎo)意見。首先,從產(chǎn)品內(nèi)主要電磁騷擾源分析騷擾源定位。例如,設(shè)備開關(guān)電源的開關(guān)回路、設(shè)備直流電源的整流回路、電動(dòng)設(shè)備的電刷噪聲等都可能成為騷擾源。其次,從產(chǎn)品連續(xù)傳導(dǎo)、斷續(xù)傳導(dǎo)和輻射等問題入手進(jìn)行故障定位。較后,還需要考慮騷擾功率問題。朱立文總結(jié)了6個(gè)方面的問題,以幫助我們更好地應(yīng)對(duì)電磁騷擾問題的故障。
對(duì)于電磁騷擾問題的騷擾源定位,有幾種一般的方法可供選擇。首先,可以根據(jù)測(cè)量曲線來進(jìn)行定位,通過超標(biāo)騷擾頻率范圍、超標(biāo)騷擾頻域分布、以及窄帶還是寬帶騷擾等指標(biāo)來判斷。其次,可以根據(jù)被測(cè)設(shè)備的工作方式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)來定位,如考慮設(shè)備內(nèi)部電路板布局、內(nèi)部電纜走線、內(nèi)部濾波器等因素。另外,也可以根據(jù)被測(cè)設(shè)備的組成和功能來定位,考慮設(shè)備內(nèi)部的二次電源、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變頻調(diào)速電路等。較后,可以根據(jù)功能模塊的工作情況進(jìn)行故障定位,暫停和恢復(fù)各個(gè)功能模塊的工作來判斷騷擾的來源。
除了騷擾源定位,對(duì)于產(chǎn)品連續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射問題的故障定位,我們需要考慮一些特定的騷擾源。比如,電源整流回路的整流噪聲、交流電機(jī)和直流電機(jī)的運(yùn)行噪聲、電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁騷擾以及智能控制設(shè)備的晶振等都可能成為問題的來源。當(dāng)我們成功定位到騷擾來源后,就可以采取相應(yīng)的抑制措施了。
以上是朱立文給出的關(guān)于電磁騷擾問題故障定位的實(shí)用指導(dǎo)意見。這些方法可以幫助我們更好地理解和解決電磁騷擾問題。
第三章射頻傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)失敗的原因表明了導(dǎo)致射頻傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)失敗的三個(gè)主要原因。首先,開關(guān)電源和DC/DC變換器工作在脈沖狀態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生干擾,其中既有共模分量又有差模分量。對(duì)于一般開關(guān)電源和變換器,差模干擾在1MHz以下較為主要,而共模干擾在1MHz以上較為主要。其次,數(shù)字電路的工作電流是瞬變的,盡管已經(jīng)安裝了解耦電容,但仍然會(huì)導(dǎo)致部分瞬變電流通過電源線傳導(dǎo)發(fā)射。第三,機(jī)箱內(nèi)的線路板和電纜都是輻射源,這些輻射能量會(huì)感應(yīng)進(jìn)電源線和電源電路本身,從而形成傳導(dǎo)發(fā)射。當(dāng)不同頻率的信號(hào)耦合進(jìn)電源電路時(shí),由于電源內(nèi)有許多二極管和三極管電路,會(huì)導(dǎo)致這些信號(hào)相互混頻、調(diào)制甚至放大干擾的情況。
在對(duì)電源線進(jìn)行處理方面,建議檢查電源線附近是否存在信號(hào)電纜,并采取拉大距離或屏蔽措施來減少耦合干擾。另外,可以考慮加裝電源線濾波器,并確保其與機(jī)箱的搭接和接地良好。
對(duì)于信號(hào)線的處理,需要注意是否存在其他輻射能量被引入信號(hào)線上的情況。一旦存在,可以采取拉大距離、屏蔽或改變?cè)O(shè)備內(nèi)部布局和印刷板布局等措施來減少干擾。此外,套用鐵氧體磁環(huán)或鐵氧體磁夾,以及進(jìn)行共模濾波和使用濾波連接器都是必要的。
第四節(jié)介紹了產(chǎn)品斷續(xù)傳導(dǎo)發(fā)射問題的故障定位,并舉了一個(gè)家電類產(chǎn)品斷續(xù)傳導(dǎo)騷擾的例子。這種問題一般由繼電器和程控開關(guān)等操作引起,通過繼電器和開關(guān)的觸點(diǎn)抖動(dòng)以及非純阻負(fù)載通斷產(chǎn)生的電涌沖擊導(dǎo)致騷擾。針對(duì)這種問題,可以從內(nèi)部電路和結(jié)構(gòu)上考慮減少斷續(xù)騷擾,或者在電源電路和電源結(jié)構(gòu)上采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行抑制,以滿足測(cè)量要求。
第五節(jié)討論了產(chǎn)品輻射騷擾問題的故障定位。該問題通常涉及開關(guān)電源的開關(guān)頻率和諧波騷擾、交流電機(jī)和直流電機(jī)的噪聲,以及電磁感應(yīng)設(shè)備和智能控制設(shè)備的電磁騷擾等。在進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試時(shí),可以通過測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)來判斷騷擾源的超標(biāo)點(diǎn),并采取相應(yīng)的抑制措施。一般來說,首先需要抑制騷擾源,優(yōu)化電路設(shè)計(jì)和排版,并加強(qiáng)濾波和正確接地。其次,需要切斷耦合途徑,采用正確的機(jī)殼屏蔽和傳輸線濾波。
較后,如果設(shè)備的輻射騷擾發(fā)射超標(biāo),可能是由于設(shè)備外殼的屏蔽性能不完善或射頻騷擾經(jīng)由電源線和其他線纜逸出造成的??梢酝ㄟ^拔掉不必要的電線和電源插頭來判斷問題來源,并采取相應(yīng)的處理措施。
如果發(fā)現(xiàn)沒有任何改善,可能是因?yàn)殡娎|的問題??梢钥紤]參加深圳電子展采購(gòu)新設(shè)備。
工作中產(chǎn)生脈沖電壓或電流的設(shè)備在輻射發(fā)射試驗(yàn)時(shí)容易失敗。
設(shè)備產(chǎn)生輻射發(fā)射的原因按照影響大小排序如下:
1. 設(shè)備外拖的、非屏蔽電纜沒有經(jīng)過濾波。
設(shè)備外拖的任何電纜都能成為高效的輻射天線,無論這根電纜是否傳輸高頻信號(hào)。電纜產(chǎn)生的輻射以共模輻射為主。對(duì)于傳輸高頻信號(hào)或數(shù)字脈沖信號(hào)的電纜,所傳輸?shù)男盘?hào)本身就是輻射源。對(duì)于傳輸?shù)皖l或直流信號(hào)的電纜,共模電壓主要由機(jī)箱內(nèi)的電磁波感應(yīng)上電纜,或由線路板的地線和電源線噪聲引起。
2. 高頻濾波不良的電源電纜。
濾波不良的電源線電纜是另一個(gè)重要的輻射源。許多人只注意到電源線濾波器對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射的作用,而忽視了對(duì)輻射發(fā)射的影響。很多輻射發(fā)射超標(biāo)都是電源線濾波不良引起的。
3. 非屏蔽機(jī)箱(機(jī)箱內(nèi)的線路板和電纜)。
采用沒有經(jīng)過導(dǎo)電涂覆處理的塑料機(jī)箱的設(shè)備對(duì)電磁波沒有屏蔽作用,線路板及內(nèi)部互連電纜產(chǎn)生的輻射較大。一般含有微處理器電路的設(shè)備使用非屏蔽機(jī)箱很難滿足商業(yè)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輻射發(fā)射限制的要求。
4. 屏蔽電纜屏蔽層接口不良。
屏蔽電纜作為互連電纜,若屏蔽層接口沒有連接正確或按照360°端接的原則端接,會(huì)產(chǎn)生輻射。
5. 屏蔽機(jī)箱上的縫隙和孔洞。
屏蔽機(jī)箱的泄漏一般來自機(jī)箱上的孔洞和縫隙。特別是當(dāng)孔洞和縫隙附近有電纜、線路板等輻射源時(shí),孔洞和縫隙的泄漏十分明顯。
在故障定位方面,一般認(rèn)為聲頻功率放大器、音/視盤機(jī)和錄音機(jī)等設(shè)備的30MHz以上的輻射發(fā)射主要是通過與其相連的電源線和其他連接線向外輻射的。因此可以通過檢測(cè)電源線和其他連接線上的騷擾功率來確定其輻射騷擾性能。
導(dǎo)致功率發(fā)射試驗(yàn)失敗的主要原因是電源線濾波裝置的高頻插入損耗不足??赡艽嬖诘膯栴}包括:濾波器電路沒有屏蔽;濾波器本身高頻性能不良;使用非屏蔽機(jī)箱導(dǎo)致濾波器的金屬外殼無處端接;干擾直接耦合到電源線和信號(hào)線上,濾波器實(shí)際上沒有起作用;濾波器離電源進(jìn)口過遠(yuǎn),導(dǎo)致干擾直接耦合到電源線和信號(hào)線上;濾波器外殼與金屬機(jī)箱之間連接阻抗過大;濾波器的輸入線與輸出線靠得很近,發(fā)生耦合,導(dǎo)致濾波器的高頻插入損耗不足。