Pruebas de EMC, emisiones radiadas

3

Hace poco me probaron uno de mis nuevos productos de Ion de litio recargables (escaneo de cumplimiento previo de RE) y tuve algunas popas (alrededor de 150 MHz) pop (7-10 dBuV / m) por encima de los límites de FCC y CISPR. / p>

No soy un experto en tratar los problemas de EMC / EMI de ninguna manera, pero estoy familiarizado con las prácticas adecuadas de diseño / enrutamiento de PCB para minimizar las posibilidades de problemas. No creo que la PCB sea el problema. Pero veamos lo que todos ustedes piensan. Puedo proporcionar imágenes del diseño si es necesario.

He realizado algunos sondeos con las sondas de campo cercano H y E y una antena VHF de 18 "StiCo para intentar captar algunos de estos armónicos. Los campos no parecen ser muy fuertes en las frecuencias de problemas (+ 17-20 dBuV / m con el inductor dentro del bucle de mi sonda de campo BeeHive 100C H entre 50 y 150 Mhz. Esto no me parece mal (pero, de nuevo, no soy un experto en EMC). El campo tiene un armónico de 500 kHz, que confirma que proviene del conmutador que se ejecuta en esa frecuencia. No hay nada más en el tablero que genere ruido. La medición cae a cero cuando se mueve más de una pulgada de la fuente de emisiones. No recojo nada con las sondas de bucle más pequeñas. Veo un campo (+5 dBuV) E al sondear el conmutador y el inductor directamente.

Sé que es muy difícil vincular causalmente las mediciones de campo cercano con resultados de campo lejano, pero ¿sería seguro deducir de todo esto que probablemente no estoy irradiando desde el PCB? ¿Hay alguna otra manera de confirmar esto? Me parece que el cable de entrada es mi problema. No tengo ningún otro filtro EMI en la placa que no sean tapas de derivación de cerámica.

Mi próximo paso será realizar algunas exploraciones más con una ferrita con clip. Si eso funciona y me da un buen margen, entonces probablemente especifique un nuevo convertidor de CA / CC con la ferrita incorporada. También estoy considerando agregar un filtro EMI adecuado a la placa, pero no creo Tengo suficiente espacio en la PCB para esos componentes, por lo que la ferrita parece ser mi única opción.

Algunas notas sobre el diseño de PCB que creo que pueden ser pertinentes;

  • PCB es pequeño, 25 mm x 28 mm, 6 capas con trazas muy cortas y planos de poder / tierra
  • El PCB está contenido dentro de una carcasa de metal (aluminio) conectada a tierra que está abierto en un solo extremo
  • entrada de 12V, salida de 3V, salida de 2.5A
  • Conmutador de 500 kHz Maxim integrado, capaz de una corriente de salida continua de 4A
  • El regulador es muy estable y funciona a una eficiencia del 90% con limpieza / no nodo de conmutador de llamada
  • Uso de un inductor Coilcraft blindado de 5x5 mm
  • El sistema utiliza una base de soporte de carga que tiene un cable largo (1 m) que entrega potencia de entrada

Cualquier entrada o sugerencia sería apreciada. Gracias

    
pregunta Ben

2 respuestas

2

Según tengo entendido, tiene una fuente de alimentación conmutada que tiene una emisión no deseada. Su fuente de alimentación de conmutación está bloqueada en 500 KHz y está generando una salida de 3V / 2.5A.

Uno de los métodos confirmados para reducir la EMI radiada es usar el reloj de espectro expandido en lugar del fijo (que en este caso es de 500 KHz). Si simplemente pudiera agregar algo de jitter al reloj (por ejemplo, 500KHz +/- 20KHz), la concentración de la energía radiada se distribuirá en un rango más amplio y se reducirá la energía radiada general del dispositivo de conmutación. Hay un artículo de IEEE que podría ser útil enlace La generación de reloj de espectro expandido es muy efectiva para reducir la radiación conductora en circuitos basados en microcontroladores y algunos UC de Freescale tienen un motor SSCG incorporado.

Hay algunas otras formas. Si su PCB tuviera suficiente espacio, podría implementar un par trenzado en la PCB para la entrada de línea y lo mismo para la salida de línea (existe alguna patente estadounidense para implementar el par trenzado en las PCB) Es posible que tenga un inductor grande en su circuito, algunos están protegidos y otros no. En tu caso usar inductores blindados es mucho mejor. Si tenía algún control sobre la reducción del tiempo de aumento de la señal de 500 KHz, también podría ser efectivo en la radiación.

    
respondido por el BD_CE
1

A 150Mhz es casi seguro que su cable es el que emite emisiones de modo común. Es muy difícil hacer una antena diferencial efectiva de 2 metros en una PCB (los bucles de corriente de su PCB). Verá radiación de PCB si están presentes en frecuencias mucho más altas.

100-300Mhz es un "rango de problemas" común para los cables. Probablemente resolverá este problema con un filtro que reduce el ruido conducido desde el nodo de entrada de la fuente de alimentación del modo de conmutación al cable. La acción de conmutación produce picos de corriente en el cable durante la conmutación. Para la electrónica de baja potencia, una ferrita funcionará bien, para chokes de alta potencia (cargadores principales, por ejemplo) y se utilizan inductores estándar.

Unas pocas decenas de mikroamperes de corriente de alta frecuencia en modo común en un cable son suficientes para fallar las emisiones de radiación. Puede identificar si el cable es un problema durante la prueba sujetando un núcleo de ferrita a su alrededor. También puede estimar la magnitud y la frecuencia de la corriente con una buena sonda de corriente y un analizador de espectro.

Hay dos fuentes principales de frecuencias generadas desde el conmutador. El más obvio es la forma de onda de conmutación principal, cuyos componentes son fáciles de identificar como algunos múltiplos de la conmutación en sí. La segunda fuente es el sonido generado por los parásitos entre la inductancia y las capacitancias en el diseño del conmutador. ¡Este timbre puede aparecer a una frecuencia no relacionada con la frecuencia de conmutación del regulador! Así que si tienes una nueva frecuencia desconocida, es probable que esté sonando en algún lugar. Por lo general, los componentes fundamentales de estos aparecerán como "lóbulos" de un ancho de banda considerable en comparación con las señales digitales.

    
respondido por el Stonie

Lea otras preguntas en las etiquetas