電快速脈沖群(EFT)問題分析與定位
01、電快速瞬變脈沖群問題定位
沒有定位的整改就象無頭蒼蠅,東一榔頭西一棒槌,費了九牛二虎之力,也無法知道問題產(chǎn)生的原因是什么,更別說問題的解決方案了。問題的定位就象GPS導(dǎo)航一樣,引導(dǎo)我們邁向最終的目的。
通過對電快速瞬變脈沖群測試原理的分析,我們知道其測試原理的本質(zhì)就是共模干擾注入。而通過對其干擾機(jī)理的分析,進(jìn)一步了解到干擾的形式主要是空間輻射與傳導(dǎo)騷擾。從而得出電快速瞬變脈沖群問題的定位,也可以從空間輻射與傳導(dǎo)騷擾兩種耦合路徑進(jìn)行定位。
1.1、傳導(dǎo)耦合路徑定位:
根據(jù)EFT測試的要求可知,EFT干擾注入端口主要有電源端口與信號端口。針對電源端口注入方式,其定位思路如下:
ü可以在電源輸入口增加鐵氧體磁芯來抑制EFT干擾電流,但要注意做試驗時鐵氧體磁環(huán)的安裝位置,一旦確認(rèn)對策有效且最終決定增加磁環(huán)時,試驗時磁環(huán)位置就是量產(chǎn)安裝位置,千萬不要隨意更改,因為電快速瞬變脈沖群不僅有傳導(dǎo)干擾,還有輻射干擾。
ü在電源輸入口增加Y電容進(jìn)行EFT騷擾電壓的旁路,由于漏電流要求決定Y電容的容值大小受限,有時單獨增加Y電容不能完全有效進(jìn)行騷擾電壓旁路,這時可以采用Y電容、共模電感組成多級共模濾波器,有效濾除共模干擾。
ü有時通過在電源輸入端口增加共模濾波器也無法達(dá)到有效效果,其根本原因是EFT干擾不是通過電源輸入端口進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部的。EFT干擾是通過空間輻射的方式耦合到設(shè)備的其它連接電纜進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,并對設(shè)備內(nèi)部敏感電路、元件進(jìn)行干擾。
針對信號端口注入方式,其定位電路如下:
ü信號電纜屏蔽:從試驗方法可知,EFT干擾脈沖耦合進(jìn)信號電纜的方式為電容性耦合。消除電容性耦合的方法是將電纜屏蔽起來,并且接地。因此,用電纜屏蔽的方法解決EFT干擾的條件是電纜屏蔽層能夠與試驗中的參考地平面進(jìn)行低阻抗連接。
ü信號電纜上安裝共模電感:共模電感實際上是一種低通濾波器,只有當(dāng)電感量足夠大時,才能對EFT干擾起到良好的濾波效果。但是當(dāng)共模電感的電感量較大時,雜散電容也較大,高頻抑制效果降低,而EFT波形中包含了大量的高頻成分。因此,在實際使用時,需要注意共模電感的匝數(shù),必要時選用不同磁芯的共模電感。
ü信號上增加旁路電容:在信號上增加不同容值的濾波電容,可以有效進(jìn)行共模騷擾電壓的高頻旁路,但注意濾波電容的接地點的選擇,同時也要關(guān)注濾波電容對有用信號的衰減影響。
1.2、空間輻射耦合定位:
EFT干擾的傳導(dǎo)路徑耦合問題定位相對簡單,明確,而EFT空間輻射干擾定位就顯得不那么容易了。但也不意味著無規(guī)律可循。針對EFT空間輻射干擾的定位,可以從以下方面進(jìn)行。
ü外部連接電纜排除:將設(shè)備的外部連接電纜逐個移除,只保留正常工作的基本單元。在EFT試驗過程中若發(fā)現(xiàn)某個電纜移除后,EFT測試順利通過,說明此電纜為EFT干擾的空間輻射提供耦合路徑。然后對電纜上每個信號進(jìn)行試驗,定位到具體的敏感信號。
ü敏感電路、元件的定位:有時不確定那些電路是敏感電路、元件,可以采用對模塊電路逐個進(jìn)行屏蔽,進(jìn)行排除定位。需要注意的是屏蔽時應(yīng)進(jìn)行低阻抗的接地,否則達(dá)不到良好的屏蔽效果,無法有效進(jìn)行排除試驗。
ü信號環(huán)路感應(yīng)耦合定位:EFT干擾的空間輻射會在信號環(huán)路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,對于PCB布線較長的單端信號,或者信號環(huán)路面積較大的信號布線就很容易產(chǎn)生電磁場耦合??梢酝ㄟ^PCB Layout圖進(jìn)行初步判斷識別。
電快速瞬變脈沖群干擾傳輸環(huán)路示意圖
02、電快速瞬變脈沖群問題的調(diào)試步驟
根據(jù)電快速瞬變脈沖群問題整改經(jīng)驗,整改過程分為問題現(xiàn)象分析、問題原因初判、試驗驗證過程、問題原因確立、問題解決方案、案例總結(jié)與分享。
問題現(xiàn)象分析:
根據(jù)電快速瞬變脈沖群測試反饋的問題,進(jìn)行現(xiàn)象確認(rèn),排除測試環(huán)境、測試設(shè)備的影響。針對問題現(xiàn)象進(jìn)行深入分析,鎖定問題范圍。
問題原因初判:
根據(jù)問題現(xiàn)象分析結(jié)果,結(jié)合電路設(shè)計,對問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行初判,并列出問題的所有影響因素。
試驗驗證過程:
對問題的初判所有影響因素進(jìn)行試驗驗證,排除非影響因素,進(jìn)一步縮小鎖定問題的范圍,并進(jìn)行問題原因多次判斷排除驗證。
問題原因確立:
經(jīng)過反復(fù)的試驗驗證過程,排除所有非影響因素,確定問題產(chǎn)生的根本原因。并結(jié)合理論推導(dǎo)問題產(chǎn)生的本質(zhì)原因。
問題解決方案:
通過問題原因的確立,擬定多種問題解決方案,并完成有效性驗證。并知會相關(guān)人員進(jìn)行對策可行性評估,并導(dǎo)入批量生產(chǎn)。
案例總結(jié):
針對案例進(jìn)行分類歸納,針對通用技術(shù)應(yīng)用知會相關(guān)部門導(dǎo)入前端設(shè)計;針對方案級應(yīng)用導(dǎo)入平臺方案EMC設(shè)計指南進(jìn)行設(shè)計管控;個別案例確認(rèn)對策導(dǎo)入批量BOM表,跟進(jìn)量產(chǎn)改善情況。
案例技術(shù)分享:
將整個案例分析過程整理成技術(shù)文檔,形式不限。可以通過郵件分享給相關(guān)的人員,避免類似問題再發(fā)生。也可知會案例相關(guān)部分人員進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)分享,將案例現(xiàn)象、分析試驗過程、問題根本原因、解決方案以及后續(xù)設(shè)計注意事項進(jìn)行細(xì)致講解。
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