大功率PD移动电源ReF电磁兼容辐射整改过程案例

 

 辐射骚扰主要是指能量以电磁波形式由源发射到空间或能量以电磁波形式在空间传播的现象。辐射骚扰是电磁兼容的重要内容，也是测试最不容易通过且最难整改的项目，谈到电磁兼容测试不合格令人首先想到的就是辐射骚扰超标（ReF）；辐射骚扰超标的产品可能引起周围装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害，一定要整改合格、符合有关法规标准要求，产品才能顺利走向市场。      

 产品辐射骚扰容易超标、整改不可避免，就需要相应负责的工程师；工程师需要一定的无线电基础知识，了解辐射骚扰的概念，看懂电路图和辐射骚扰测试图，有电子设计经验或EMC行业工作经验，就比较容易找出解决问题的办法。

整改方法

1. 了解产品的特点、辐射骚扰超标情况； 2. 了解原理图中主芯片的工作原理，分析振荡信号和高频信号的骚扰源； 3. 结合Layout和原理图，分析主要骚扰源头； 4. 采取适当措施，进行整改； 5. 验证整改效果； 6. 效果不理想返回检查，综合考虑方案简化和验证，找出最简单、经济方案； 7. 测试合格后，记录笔记，小结经验；

整改过程

这里详细介绍一款大功率PD移动电源ReF整改过程，因保密原因一些信息不便提供。案例产品为便携式充电器，塑料外壳，内置10000mAh/7.4V聚合物电芯，输出功率63W带2A1C。在SGS/ITS测试时，2次没有通过ReF。 第一次：测试数据水平和垂直曲线（EN55032)(PD=20V/2.25A)  

第二次：在输出接口加磁环，测试有效果。78.5MHZ这个尖峰就消失了，说明其原因在该接口影响。

 

第三次：在PCBA输出位置加入共模电感，测试没有效果。

 

效果不显著，但是还需要进行优化。 综合以上，从源头开始一步步查找问题根源，辐射骚扰源一直停在58-78MHZ位置不变，其所有的方法都已经采用，都没效果，才意识到一直以来被遗忘问题---地平面干扰；   第四次：优化PCB布局与走线后，测试水平和垂直曲线效果（EN55032) (PD=20V/2.25A+USB5V/3A)

 

(PD=20V/2.25A+USB12V/1.5A)

 

经验总结

第一版：初始调试功能板，并没有考虑到EMC问题

第二版：测试EMC超标严重，在第一版基础上优化电容滤波，结果测试EMC超标5个dB

第三版：在第二版基础上优化，在第二版找到单口20V/2.25A超标5个dB，优化后没有超标，但是组合测试58-78MHZ有超标1.5个dB。

第四版：在第三板基础优化，地平面（铺地线）处分，电感和铺地线分割0.4mm以上，大改中间层走线，区分高频和电流线干扰。

 

 

 

 

通常与EMC相关的产品研发成本主要体现在3个方面： 1）因EMC测试不通过而导致修改设计带来的开发轮数增加，最终增加的开发成本，不但包括时间，还包括人力，物力； 2）对于EMC技术把握不准导致设计或增加无用的元器件成本； 3）反复测试而导致的测试费用。

温馨提示： 对产品进行EMC整改时，首先应考虑到单个产品整改与批量生产时的差异性。一般来说，EMC整改时会对产品各个部分进行仔细调整，所使用的对策及元器件都是反复挑选的。而在批量生产时，由于生产为流水线作业，很难对产品各个部分仔细调整，再加上所采用元器件的批量离散性，批量生产产品的EMC性能也会参差不齐。只有在产品整改时为这种差异留下足够的裕量，才能保证批量生产产品的EMC标准符合性。若批量生产的工艺一致性控制良好，所使用元器件的一致性很好，同时考虑到实验室测试设备不确定度，传导骚扰的整改至少要有4dB的裕量;辐射骚扰的整改至少要有6dB的裕量。

若工厂的生产工艺一致性控制不是特别到位（如主要是手工或半手工操作，而非计算机控制的自动化操作），所采用的元器件离散性较大，建议裕量至少再提高3dB。 必要时，可通过对EMC整改后批量生产的产品抽取至少三台样品进行相关项目检测，以确定是否均满足标准要求及结果的离散性如何，是否符合标准中对批量产品测试的标准符合性的判定准则。若都合格，则可判断该整改措施是合适且有效的。    

对常见电磁兼容不合格，综合采用以下整改措施，一般可解决大部分问题： 屏蔽问题：  加强屏蔽、减少缝隙：可以在屏蔽体的装配面处涂导电胶，或者在装配面处加导电衬垫，甚至采用导电金属胶带进行补救。  导电衬垫可以是编织的金属丝线、硬度较低易于塑型的软金属(铜、铅等)、包装金属层的橡胶、导电橡胶或者是梳状簧片接触指状物等。

布局布线问题：  在不影响性能的前提下，适当调整设备内部各部件之间的布局，电缆走向和排列，以减小不同类型的部件、电缆相互影响。

 接地问题： 加强接地的性能，降低接地电阻； 对于设备整体要有单独的低阻抗接地。

接口问题：  加强接口的滤波和金属机箱与屏蔽层的连接； 在设备电源、信号的输入、输出线上改进或加装滤波器。

电缆问题：  正确选择传输电缆；电缆的屏蔽层正确接地； 改变普通的小信号或高频信号电缆为带屏蔽的电缆；改变普通的低频、大电流信号或数据传输信号电缆为对称绞线电缆。

关键部位的处理： 对重要部件、板卡、器件进行屏蔽、隔离处理，如加装接地良好的金属隔离仓或小的屏蔽罩等。 电路和电源问题： 改进或增加电源、电路的滤波，以旁路去其高频干扰。

审核编辑：黄飞