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文档简介
第第页接地环路对传导骚扰测试的影响(EMC测试案例)本文主要就接地环路对传导骚扰测试的影响进行简要举例分析,为我们以后的测试方法提供参考。
Part1
现象描述
某(电子)设备在进行传导骚扰测试时,在3MHz左右的频率点出现了超限的情况,其测试频谱图如下图所示:
该(电子产品)有外接的(电源)线和(信号)线,超限的点正好是在电源接口传导测试时产生的。EUT的接地线就近接了参考接地板,其测试连接示意图如下所示:
测试连接示意图
Part2
原因分析
上图中的EUT为被测设备,LISN为线性阻抗稳定(网络)。
在分析该(产品)传导骚扰测试超限之前,我们来简要了解一下LISN的内部基本原理。
电源端口传导骚扰测试连接图
上图为电源模拟网络LISN的内部原理图,图中参数介绍如下:
线1和线2分别为电源的正负极,或者为相线和零线。
50uH和10uF主要是用于旁路来自于电网侧的噪声干扰,最大程度上为EUT提供未经干扰的电源,防止该噪声干扰(电流)流入测试仪器,从而干扰测试数据的准确性和可重复性。
有的设备中该电感为5uH,有的该(电容)设置为1uF,如下图所示,只是滤波的截止频率不同而已。
0.25uF的电容主要是起到隔直通交的作用,因为直流分量会损坏接收机。
测试过程中,被测电压瞬态有存在尖峰的可能性,这样会损坏频谱分析仪,但该电容可以吸收尖峰,从而保护了接收机。
为什么选择0.1uF或者0.25uF这个数值?因为对于150k到30M之间的CE干扰成分,0.1uF~0.25uF可以视作短路,不影响测试结果,同时对50Hz(0.1uF在50Hz下的阻抗为31830.99Ω)工作频率表现为比较大的阻抗,不损耗功率传输。
1KΩ(电阻)主要用于给0.25uF的电容放电。
因为在一次测试结束后,50Ω电阻会断开,这时就需要将电容接地来提(供电)荷释放路径,否则在(高压)(EMC)测试中,该电容上会一直都有200V以上高压,放电时间保守估计要10分钟,增加1kΩ电阻,可以加快放电。
50Ω电阻位于接收机内部,其主要作用是将噪声电流转换为噪声电压,并起到阻抗匹配的作用,防止发生反射。
根据前面对LISN的分析,测试连接示意图的等效原理可以用下图来表示:
图中箭头表示共模传导骚扰的电流方向,它在25Ω(两个50Ω电阻并联等效电阻)电阻上产生的压降即我们所测量到的共模传导骚扰电压。
从图中我们可以看出,电源线、EUT、LISN、EUT接地线以及参考接地板之间形成了一个较大的环路。
根据电磁理论,环路相当于一个(环形)(天线)。当环路中的磁通发生变化时,将在环路中感应出电流,其大小与环路面积成正比,而且对于特定大小的环路,环路接收天线将在特定的频率上产生谐振。
当环路中有感应电流时,流过25Ω电阻的电流也将相应增大。既而使得我们测量的传导骚扰的值也将增大。
传导骚扰测试通常在屏蔽室中进行(有些大型设备除外,如CT、MR等大型医疗设备)。那环路接收的干扰是从哪里来的呢?
如下图所示,干扰一般来自于EUT本身,通常为外壳和信号线缆产生的辐射。
Part3
处理措施
根据前面分析,测试干扰原因主要是因为测试环路太大,那我们可以从减小环路入手。
如下图所示:
我们改变EUT接地线的连接方式,即将EUT和LSIN的接地线接在一起,不再就近接地,同时保证接地线与电源线平行布线,并保证电源线和接地线的间距小于5mm。
这样电源线和接地线形成的环路面积大大减小,重新进行测试,测试通过,验证了分析的正确性。
Part4
思考和启示
经过上面的分析,我们都可以得到下面的启示:
在进行传导骚扰测试时,一定要将接地线与电源线一起布线(间距小于5mm),不能按“就近接地”的方式,以免产生较大的环路,接收到意外的干扰。
对于本身低频(150KHz~30MHz)辐射较大的产品,如果产品带有信号线,测试时要特别注意电源线、EUT、LISN、EUT接地线及参考接地板之间形成的环路。
本案例并非是产品设计的问题,而是在测试时的配置连接问题,如果出现测试不通过,虽然可以通过在电源接口处加(滤波器)解决,但是
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