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电磁兼容EMC整改以及故障诊断

发布时间:2022-03-26

电磁兼容EMC整改与故障诊断是一项复杂的系统工程,主要表现在故障现象多样,电气、结构、材料、产品设计等因素相互关联,整改手段差异大,对技术人员能力要求较高,需要丰富的设计经验和良好的测试能力作为保障。结果往往是一个很小的因素,却需要经历一个曲折的过程。


电磁兼容EMC整改有其客观规律可循,欲速则不达,这就需要技术人员除了积累各种经验外,还要有信心、耐心、细心、思考、沟通,这样每一次成功的整改实践都会留下宝贵的经验。这里从四个阶段简要描述故障诊断和整改的完整过程。


一、确认现象

根据电磁兼容性测试的结果,对故障现象进行了验证和确认,为后续的故障诊断和分析奠定了坚实的基础。这个环节很重要,技术人员不能忽略每一个细节,包括测试报告的图表/表格,测试配置/布局的照片,测试过程的记录,出现故障时的工况,测试过程中的其他现象。避免因测试配置/安排不合理、测试状态设置不当而将不正确的测试结果视为故障进行处理,费时费力。另外,如果可能的话,重现故障现象(很多情况下很难重现),补充一些细节。

在这个阶段,我们可以确保我们有一个明确的目标,避免盲目地做徒劳无功的事情。

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二、诊断分析

现象确认后,转入诊断分析阶段,这是落实整改措施的前提。

要先从接地、屏蔽、滤波等方面检查产品的机箱屏蔽、电源/信号端口的接地/滤波以及测试布局中的接地,以发现是否存在明显的电气布局错误或明显的设计缺陷,去除这些明显的影响因素,避免想当然地采取纠正措施。实践中也有过很多类似的案例,折腾了大半天,最后是“不小心”发现某个接口连接松动,或者接地方式不对,事实上根本没有必要进行这么多的整改工作。

排除明显因素后,就进入真正的整改环节。电磁兼容问题离不开三要素:干扰源、干扰途径和干扰宿,所以在故障现象确认后,需要从这三个方面一步步进行详细分析。同时有传导和辐射两种现象,主要涉及电源和屏蔽。除了PCB板级设计(PCB板级可以划分为另一个专属领域,需要更多的设计经验)以外,一般传导现象归结为电缆或内部开关电源等模块,辐射类现象归结为电缆耦合发射和外壳泄漏等方式,干扰产生方式为传导、耦合和辐射。

之后需要从传导或辐射的相关影响因素进行深入分析。这时候就要把测试方法/原理和产品的设计/功能结合起来,逐项分析,基本采用排除法,最后总结出一个或几个可能的原因,再针对性拿出可实施的整改方案。

在这个过程中,经验是很重要的,但是不要盲目套用经验,因为往往同一种现象对于不同的对象会有不同的原因,有时候甚至同一类型的对象也会因为不同的原因而造成的。


三、试验验证

根据诊断分析确定的整改方案,通过接地、屏蔽、滤波进行测试。此时可能会用到一些整改对策元件,如电容、电感、滤波器、磁环/磁珠、导电胶带、衬垫等,根据相关的频率、电气特性、物理尺寸和其他因素来针对性的选择。

试验可能只需要一两次,也可能需要很多次,原则是在添加设备之前进行调整。也就是说,我们从结构调整、屏蔽/接地接口、端子、线缆、布局变化等方面入手,然后有针对性的选择滤波器等器件,最后涉及到模块和板级的设计变更。

在这个阶段,主要的工作将由电磁兼容EMC测试人员来完成,有经验的测试人员会给出建设性的意见,对问题的解决会有很大的帮助。如果产品开发人员有一些电磁兼容EMC测试的经验,那是最好的。


四,改进方法

当一项整改措施被实验证明有效后,往往整改就结束了。在此,建议对整改工作的细节进行总结,改进后形成正式的、可操作的、固化的产品加固方案,使后续产品避免同样的电磁兼容风险,同时积累经验,为今后的产品设计开发提供电磁兼容性能保障。

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