一個(gè)良好的接地設(shè)計(jì),是每個(gè)PCB工程師的必修課程。接地不僅顯著減少干擾是解決電磁兼容問題的常用技術(shù),效果明顯立竿見影。但是,接地不良可能會(huì)引入干擾,比如地環(huán)路干擾。下面我們以電機(jī)控制器傳導(dǎo)發(fā)射整改過程中遇到的地環(huán)路為例。來說明以下
1、地環(huán)路干擾問題的產(chǎn)生
在電機(jī)控制器的EMC測(cè)試整改過程中,測(cè)試傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)正極時(shí),32M、41M、65M出現(xiàn)超標(biāo),如圖一所示;調(diào)試低壓側(cè)濾波參數(shù)效果不明顯,考慮電機(jī)控制器在整車的安裝環(huán)境以及之前的整改經(jīng)驗(yàn),將電機(jī)控制器外殼增加接地點(diǎn),變成兩點(diǎn)接地,32M、65M明顯降低,6.1M出現(xiàn)超標(biāo),如圖二所示,接下來針對(duì)6.1M頻點(diǎn)做整改。
2、地環(huán)路干擾問題的試驗(yàn)和分析
用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭定位噪聲點(diǎn),確定干擾來自電機(jī)控制器的DCDC輸出線。DCDC模塊是電機(jī)控制器內(nèi)的最大干擾源,干擾很容易通過輸出線纜向外傳導(dǎo)或者直接通過空間向外輻射,甚至耦合到其他電源線、信號(hào)線,此外,DCDC輸出負(fù)極通過鈑金件直接接機(jī)殼,即已經(jīng)和接地參考平面相連,如果處理不好,就可能導(dǎo)致地電位不穩(wěn)。
由于電機(jī)控制器傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)只要求測(cè)試12V/24V電源線,并不直接測(cè)試DCDC輸出線,故推測(cè)6.1M干擾是DCDC模塊通過線束耦合到12V/24V電源線。首先在DCDC模塊的相關(guān)信號(hào)線上套鐵氧體磁環(huán),對(duì)6.1M頻點(diǎn)沒有改善;用銅箔將信號(hào)線包裹起來并粘接機(jī)殼內(nèi)壁,同樣沒有效果;在DCDC模塊的CAN通訊線上套鐵氧體磁環(huán),沒有效果......
試驗(yàn)N多方法仍然對(duì)6.1M頻點(diǎn)束手無策,回憶6.1M頻點(diǎn)到底從何而來,猜想會(huì)不會(huì)是因?yàn)樵黾咏拥攸c(diǎn)引起的呢,于是嘗試去掉增加的接地點(diǎn),6.1M頻點(diǎn)馬上變好
將增加的接地點(diǎn)恢復(fù),6.1M又超標(biāo),可以復(fù)原現(xiàn)象,說明6.1M處干擾確實(shí)是接地問題引起的。觀察增加的接地點(diǎn)位置,正好在DCDC輸出線正負(fù)極之間,使用銅帶編織網(wǎng)接接地參考平面,兩點(diǎn)接地會(huì)引起地環(huán)路干擾,6.1M超標(biāo)很有可能是地環(huán)路干擾引起的。
3、地環(huán)路干擾問題的解決
地環(huán)路干擾產(chǎn)生的內(nèi)在原因是地環(huán)路電流的存在,地環(huán)路電流是因?yàn)閮蓚€(gè)接地點(diǎn)的電位不同形成電壓導(dǎo)致的。常用的解決地環(huán)路干擾問題的方法有單點(diǎn)接地,采用隔離變壓器或光耦隔離器隔離,安裝共模扼流圈增加地環(huán)路阻抗等。在本整改測(cè)試試驗(yàn)中,只需要將增加的接地點(diǎn)遠(yuǎn)離DCDC輸出線,保證兩個(gè)接地點(diǎn)的電位相近,就可以避免和減弱地環(huán)路干擾。將增加的接地點(diǎn)布置在機(jī)器的另一側(cè),遠(yuǎn)離干擾輸出端,就可以避免6.1M超標(biāo)同時(shí)抑制32M、41M和65M干擾點(diǎn),結(jié)合其他措施,就可以通過傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)。
4、總結(jié)
兩點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地很容易引起地環(huán)路干擾問題,在機(jī)器外殼有輸出線纜時(shí)應(yīng)尤為注意,防止接地點(diǎn)的電位相差過大,當(dāng)頻率比較低時(shí),應(yīng)盡量選擇單點(diǎn)接地。接地技術(shù)是解決電磁兼容問題最簡(jiǎn)便成本最低的技術(shù),同時(shí)也是最有講究的技術(shù),所以在設(shè)計(jì)前期多考慮接地方式、接地位置對(duì)后續(xù)EMC測(cè)試與整改會(huì)有很大幫助。
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原文標(biāo)題:解決接地地環(huán)路干擾傳導(dǎo)
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