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電磁兼容故障診斷及整改

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-10-30 22:27 ? 次閱讀

電磁兼容故障診斷與整改是一項復雜的系統工程,主要表現在其故障現象多樣,產品電氣、結構、材料、設計等諸多影響因素相互關聯,整改手段差異性很大,對技術人員能力要求較高,所以需要豐富的設計經驗和良好的測試能力作為保證。往往結果就是很小的一個因素,但需要經歷曲折的過程。

電磁兼容的整改有其客觀規律可循,欲速則不達,這就要求技術人員除具有多方面的經驗積累之外,必須有信心,更耐心,能細心,多思考,重交流,使得每一次成功的整改實踐都會留下珍貴的經驗。這里從四個階段簡述故障診斷與整改的完整過程。

一、確認現象


根據電磁兼容測試的結果,對故障現象進行核實和確認,為隨后的故障診斷分析打下堅實基礎。這個環節很重要,技術人員不能忽略每一個細節,包括測試報告的圖 / 表、測試配置 / 布置的照片、測試過程的記錄、出現故障時的工況,以及試驗過程中出現的其它現象。避免由于測試配置 / 布置不合理、測試狀態設置不對等人為因素,將不正確的試驗結果當作故障進行處理,耗時誤工。另外,在可能的情況下,復現一下故障現象(許多時候是很難復現的),補充一些細節。

這一階段可以保證有的放矢,避免盲目動手,徒勞無功。

二、診斷分析


確認現象之后,即轉入診斷分析階段,這是整改對策實施的前提。

首先從接地、屏蔽和濾波幾方面對產品的殼體屏蔽、電源 / 信號端口的接地 / 濾波,以及測試布置中的接地情況進行排查,查找是否有明顯的電氣布置錯誤,或者明顯的設計缺陷,排除這些顯而易見的影響因素,避免想當然的采取整改措施。在實踐中,有過類似的許多案例,折騰了大半天,最后才“偶然”發現是一個接口連接松動,或者接地方式不對,實際上根本不用去進行那么多的整改工作的。

排除明顯因素后,才進入真正的整改環節。電磁兼容問題離不開干擾源、干擾途徑和干擾宿三要素,所以在確認故障現象之后,就需要從這三方面逐步進行細致的分析。同時,現象也無外乎傳導和輻射兩大類,主要涉及電源和屏蔽方面。除了 PCB 板級設計之外(PCB 板級可以劃為另一專屬領域,需要更多的設計經驗),一般的傳導類現象都歸結到線纜,或者內部的開關電源等模塊,輻射類現象都歸于線纜耦合發射和殼體泄漏等方式,而干擾產生方式就是傳導、耦合和輻射。

之后,就需要從傳導,或者輻射的相關影響要素進行深入的分析了。此時需要將測試方法 / 原理與產品的設計 / 功能結合起來,逐項進行分析,基本上采取排除法,最后歸納出一項或這幾項可能的原因,再針對性的拿出可實施的整改方案。

在這個過程中,經驗是很重要的,但切忌盲目套用經驗,因為往往同樣的現象,在不同的對象上有不同的原因,有時即使同類型的對象,也會是不同原因所致。

三、試驗驗證


按照診斷分析中確定的整改方案實施試驗,試驗所采取的方式主要是接地、屏蔽和濾波。這時可能用到一些整改對策元器件,如電容、電感、濾波器、磁環 / 磁珠、導電膠帶、襯墊等等,從相關頻率、電氣特性、物理尺寸等要素有針對性的選取。

試驗可能只需要一兩次,可能需要許多次,原則是先易后難、先做調整后增器件。即先從結構調整開始,對接口、端子、線纜等進行屏蔽 / 接地、布局更改等方式,其后再有針對性的選擇濾波器等器件,最后才涉及到模塊和板級的設計更改。

這一階段,主要的工作將由電磁兼容測試人員實施,有經驗的測試人員會給出建設性的意見,非常有助于問題的解決。如果產品開發人員具備一定的電磁兼容測試經驗,那就最好不過了。

四、完善方法


通過試驗驗證某一整改措施有效之后,往往整改就此結束了。這里建議,對整改工作的細節進行總結,完善之后,形成正式的、可操作性的、固化的產品加固方案,使得后續產品都能規避同樣的電磁兼容風險,同時將經驗積累下來,為今后產品的設計開發提供電磁兼容性能保障。

審核編輯 黃昊宇

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