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电磁兼容EMC辐射发射常见问题和解决方案

电磁兼容EMC辐射发射常见问题和解决方案

      可能是未能遵守相关EMC标准的首要原因是辐射排放测试失败。大多数优秀的EMC测试实验室将首先通过此测试启动合规性测试计划。这是为了确保在剩下的测试阶段为产品安装任何所需的EMC修改,并尽可能减少任何可能需要的重新测试。

      故障的严重性,产品设计,任何实际限制以及产品开发的阶段都会影响可以应用修改方式的佳解决方案。

      佳做法是在产品开发阶段尝试设计EMC产品,合规性越早被认为是允许优化产品的时间越长,主要的合规性测试(预合规性测试)可以帮助在早期阶段识别问题,并在生产工厂质量的终板/产品之前进行修改。

      我们将在本文中假设已经注意到对设计阶段的所有考虑,并且已经将基本要点应用于PCB和相关组件,我们将重点关注在产品测试时通常用于实现合规性的改进修改,并且未通过正式的合规性测试。

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用于电缆辐射的铁氧体
      您可能已经拥有一种产品,其中含有铁氧体或电缆,因为它们是许多产品的共同特征,铁氧体是具有亚铁磁性的无源元件,其使用由铁和少量其他材料如镍的混合氧化物组成的陶瓷化合物制造。它们的制造方式和使用的工艺在性能方面起着关键作用,因此铁氧体不是一样的。通常它们以表面贴装,实芯和分裂芯(卡扣式芯)的形式出现。这些变化允许形式允许在不同产品设计阶段的不同用途。铁氧体不导电并具有高电阻,具有高磁导率。

 

      铁氧体磁珠用作电感器,通过形成滤除高频电磁干扰(噪声)的低通滤波器来产生阻抗并起作用,能量通过电缆反射回源或作为低水平热量(通常不是明显的热量)消散。

 

那么如何选择需要的铁氧体呢?

      首先应考虑频率范围,通过将金属氧化物与其他元素混合以及制造技术,可以确定性能和有效频率范围。一旦通过铁氧体材料选择确定了合适且可用的范围。然后,可以比较材料范围内可用的每种铁氧体的其他特性和有效性。选择此项后,请确认是否有合适的包装或紧固件(如卡扣式)。

 

      大多数铁氧体制造商提供的数据表都有“频率与阻抗”图表,这是寻找佳性能的绝佳工具。将合适的铁氧体安装到可疑的辐射源(例如充当天线的电缆)上,再次执行测试并验证其影响。如果可能的话,通常好选择一种良好的紧密配合铁氧体,通过铁氧体添加额外的电缆可以帮助进一步减少排放。始终重新扫描频率范围作为阻抗变化,然后作为天线有效缩短电缆可能会影响初观察到EMI噪声时的频率。

 

确定问题是否是电缆辐射的快速提示是在查看光谱时尽可能逐个移除电缆。有时取下电缆并进行减速也可能只是因为你没有锻炼那部分电路,这可能是罪魁祸首。

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钳位上的铁氧体夹,用于EMC辐射发射合规解决方案
      分裂式铁芯,卡扣式铁氧体可以快速轻松地修复边缘故障,它们通常也装在塑料保护套中,有些像Wurth铁氧体需要一个特殊的钥匙才能将它们拆下。贝斯通现场有大量铁氧体,如果您需要它们以及其他在线滤波器,如用于传导发射的AC和DC EMI滤波器,USB 2.0和3.0在线滤波器,D型滤波器等。

 

用于橱柜辐射的法拉第笼
      如果辐射直接从PCB和相关组件发出,那么可能改变或修改外壳可能有助于减少RF发射。理想情况下,金属外壳的所有侧面都通过RF垫圈或机械紧固件电气连接在一起,以确保真正的法拉第笼。很容易将两块金属板连接在一起,没有垫圈或电气连接,并形成一个槽式散热器。如果外壳是塑料的,则可以通过在嘈杂的PCB部分上安装金属罐或在内部使用金属喷涂层来实现法拉第笼。另外,请注意,它可能需要从法拉第罩壳到地面提供低阻抗连接。

 

端口连接器粘接
      作为电缆辐射和外壳的一部分,辐射对于进入或离开外壳的任何端口连接器正确连接是重要的,在某些情况下,正确的方法可能是隔离和浮动连接器,但在大多数情况下,有效的方法是确保到外壳的低阻抗路径。这也可能有助于端口阻抗匹配,信号驱动器和接收器之间的不匹配越高,发射越多。特别注意到共模电流沿着屏蔽电缆的屏蔽返回。

 

      因此,为什么确保端口的正确阻抗终止也是至关重要的。在同一主题上不要忘记,端口和终端之间的电缆长度会增加电感,这也会极大地影响匹配,并导致HDMI应用中出现大量发射。进一步阅读HDMI特定的辐射发射问题请阅读我们的文章。

 

       另一种更技术性的解决方案可以是在时钟信号上使用抖动,一些更先进的集成电路(IC)现在具有振荡工作时钟频率的能力。如果正确使用,如果使用CISPR的CISPR准峰值平均值低于极限,则可能会减少终测量。

 

贝斯通检测科技专业办理产品电磁兼容EMC认证,提供全套整改方案和设计指导,详情咨询工程师:408-707-283

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