【摘要】某產(chǎn)品在入網(wǎng)測(cè)試電磁騷擾項(xiàng)目中，直流電源端口(DC端口)傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試超標(biāo)嚴(yán)重，在低頻150kHz~2MHz之間，某些頻點(diǎn)超標(biāo)10dBuV以上。經(jīng)過(guò)對(duì)電源單板現(xiàn)場(chǎng)整改，再次測(cè)試DC端口傳導(dǎo)發(fā)射順利通過(guò)，余量在5dBuV以上。

一、問(wèn)題描述

XX產(chǎn)品在入網(wǎng)測(cè)試電磁騷擾測(cè)試中，直流電源端口(DC端口)傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試超標(biāo)，在低頻150kHz~2MHz之間，某些頻點(diǎn)超標(biāo)10dBuV以上。具體測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 DC端口傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試結(jié)果

二、問(wèn)題分析

傳導(dǎo)發(fā)射是產(chǎn)品EMC測(cè)試中最為棘手的幾個(gè)項(xiàng)目之一，其主要度量產(chǎn)品本身產(chǎn)生的電磁騷擾水平。解決電磁騷擾問(wèn)題，首先需要明確騷擾源在哪?騷擾源是通過(guò)何種耦合途徑傳播的?進(jìn)而根據(jù)騷擾源的性質(zhì)和耦合傳播方式，采取相應(yīng)的EMC設(shè)計(jì)措施，包括接地設(shè)計(jì)、濾波設(shè)計(jì)、隔離設(shè)計(jì)等等，解決電磁騷擾問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的電磁兼容。

圖2 電磁騷擾問(wèn)題解決思路

就本問(wèn)題而言，騷擾源和耦合途徑都是比較明確的。我們公司內(nèi)部進(jìn)行了測(cè)試復(fù)現(xiàn)，產(chǎn)品配置與前方現(xiàn)場(chǎng)相同，經(jīng)過(guò)測(cè)試分析確定騷擾源來(lái)自于系統(tǒng)DC電源電路，包括系統(tǒng)電源板和主控板開(kāi)關(guān)電源電路。耦合途徑則是-48V和-48VRTN電源線，且為傳導(dǎo)耦合方式。因此本問(wèn)題的重點(diǎn)在于尋找合適的EMC設(shè)計(jì)措施，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整改，如接地設(shè)計(jì)、濾波設(shè)計(jì)等。

三、問(wèn)題解決

根據(jù)前方測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)照片顯示，DC電源線為2芯電源供電藍(lán)線(-48V)，黑線(-48VRTN)。但是該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的是3芯電源線，除了上述兩根電源線外，另有一根黑線，用于系統(tǒng)工作地GNDD的引出。在正常使用過(guò)程中，GNDD需要與-48VRTN線在機(jī)柜內(nèi)和機(jī)柜保護(hù)地GNDP匯聚在一起，最后通過(guò)一根接地線連接至機(jī)房的接地排，采取復(fù)合接地方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)DC-C(Connected)接地方式。因甲方測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法提供3芯電源線，導(dǎo)致GNDD無(wú)法從單板引出，因此要求前方對(duì)該產(chǎn)品電源板進(jìn)行改造，在單板內(nèi)部將GNDD與-48VRTN用導(dǎo)線短接，形成共地，具體見(jiàn)圖3。

圖3 采用導(dǎo)線將GNDD與-48VRTN短接

系統(tǒng)工作地GNDD與-48VRTN短接共地后，再與機(jī)柜的保護(hù)地GNDP相連，形成GNDD、-48VRTN和GNDP三地合一，即復(fù)合接地方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的DC-C方式。三地合一主要有兩個(gè)目的：其一是為了形成三地的等勢(shì)面，避免在浪涌或局部高電壓下，各平面間、平面與信號(hào)間、信號(hào)與信號(hào)間形成的電位差過(guò)大，導(dǎo)致單板內(nèi)部器件損壞。其二則是為整個(gè)系統(tǒng)提供最低的阻抗回路。三地合一后DC端口傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖4。從圖4可以看出，與最初測(cè)試結(jié)果相比(圖1)，噪聲普遍下降10dBuV以上，某些頻點(diǎn)下降高達(dá)20~30dBuV，由此看出，三地合一對(duì)DC電源傳導(dǎo)騷擾影響是非常顯著的。

圖4 整改后DC端口傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試結(jié)果

四、總結(jié)

從整改后的最終測(cè)試結(jié)果可以看出，本次整改效果非常顯著。與最初的測(cè)試結(jié)果相比，無(wú)論是在低頻段還是高頻段，DC端口的噪聲均有顯著下降，某些頻點(diǎn)噪聲甚至下降30dBuV以上。系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)對(duì)于改善系統(tǒng)的電磁兼容水平有重要的作用，這在本例中得到了充分地體現(xiàn)。通過(guò)本次案例，總結(jié)如下兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，供其它產(chǎn)品出現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題時(shí)參考和借鑒。

1)電磁騷擾問(wèn)題的發(fā)生，必然存在騷擾源和耦合途徑，解決此問(wèn)題，首先必須要分析確定哪個(gè)是騷擾源?通常電路中du/dt ，或者di/dt 比較大的信號(hào)是電路中的主要騷擾源，如電源、時(shí)鐘電路、風(fēng)扇、繼電器、感性負(fù)載、高速I(mǎi)C電路等。確定騷擾源后就需要確定騷擾的耦合途徑，是傳導(dǎo)耦合還是輻射耦合，是共地耦合還是空間耦合等等?只有確定了騷擾源和耦合途徑，才能確定有效的EMC解決方法，包括采取接地、濾波、屏蔽、隔離等手段。

2)通常系統(tǒng)的接地方式有兩種，分別為DC-I(Isolated)和DC-C(Connected)。對(duì)于產(chǎn)品需采取何種接地方式，需根據(jù)產(chǎn)品原定設(shè)計(jì)方案和實(shí)際使用情況而定。對(duì)于本案例而言，系統(tǒng)需采取DC-C的復(fù)合接地方式。

審核編輯：湯梓紅