一前言

大家都知道，各個領(lǐng)域的產(chǎn)品在研發(fā)設(shè)計中會遇到令人十分困擾的EMC問題，尤其是汽車電子領(lǐng)域。為了能將電磁干擾減到最小，研發(fā)硬件人員一般在設(shè)計原理圖和繪制布局時，會通過調(diào)整開關(guān)轉(zhuǎn)換速率以及降低高di / dt的環(huán)路面積來減小噪聲源。

當然，在布局和原理圖設(shè)計都非常謹慎的情況下卻依然沒有辦法將傳導(dǎo)EMI降低到最低水平。這是為什么呢?因為噪聲受電流強度的影響，最主要還受電路寄生參數(shù)的影響。我們在開關(guān)打開和關(guān)閉的動作時會產(chǎn)生不連續(xù)的電流，而這些不連續(xù)電流會在輸入電容上產(chǎn)生電壓紋波，從而增加EMI。

所以為了能夠抑制傳導(dǎo)發(fā)射我們需要采用一些其它方法。今天我們主要展示的是通過測試數(shù)據(jù)的基頻、超標的頻點進行判斷，使用合理的濾波器來解決問題點。

二問題描述

本次帶來的是一款車載攝像頭產(chǎn)品，下圖是傳導(dǎo)電壓法的正極和負極的測試數(shù)據(jù)圖，包含峰值和平均值測試曲線。其中，該被測系統(tǒng)主要采用DCDC降壓芯片。

【芯片信息】：輸入12V、輸出3.3V、1.2MHz開關(guān)頻率。

另外，圖中顯示的傳導(dǎo)EMI標準是CISPR25 Class 3。

圖1 CISPR25標準下的噪聲特性(摸底數(shù)據(jù))

圖2 CISPR25標準下的噪聲特性(摸底數(shù)據(jù))

三

分析整改

從圖中可了解到問題點是低頻的數(shù)據(jù)超標嚴重，超標的點M1為1.2MHz，通過排查發(fā)現(xiàn)是電源DCDC的問題，開關(guān)頻率超標，由于是傳導(dǎo)電壓法測試，其輻射路徑為電源線，我們可在路徑上進行抑制輻射干擾。

我們可以采用增加電感電容組成二階濾波來處理，而二階濾波對應(yīng)的是40dB/十倍頻，那么我們現(xiàn)在一起來算一下，1.2MHz的開關(guān)頻率超標，為了達到最好的濾波效果，選用的LC濾波器需要選擇多大的參數(shù)。

圖3 各階濾波對應(yīng)的插入損耗

因為二階濾波階數(shù)是40dB/十倍頻，所以我們計算的時候，要把噪聲頻點頻率fsw除10得到截止頻率f，在使用22uH的電感，根據(jù)下面公式代入頻率1.2MHz，可得電容約為80nF，所以選擇了常用的82nF/100nF電容進行濾波，工程師們可以根據(jù)實際有的電感電容參數(shù)去進行搭配。整改措施如下圖所示。

圖4 諧振頻率計算公式

圖5 整改措施實物圖

整改后可看出1.2MHz位置可改善18dB，使數(shù)據(jù)有5dB的余量，可通過測試標準，整改后測試數(shù)據(jù)如下圖所示：

圖6 CISPR25標準下的噪聲特性(整改后數(shù)據(jù))

圖7 CISPR25標準下的噪聲特性(整改后數(shù)據(jù))

四總結(jié)

時鐘與電源問題是我們EMC日常遇到最多的噪聲問題，需要找到源頭、路徑，先確定問題點，可借助頻譜儀、示波器等設(shè)備進行排查噪聲源，借助工具準確無誤地進行整改，并能選對參數(shù)進行濾波，這將使我們的整改事半功倍。