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    電磁兼容EMC整改以及故障診斷

    發布時間:2023-03-30

    電磁兼容EMC整改與故障診斷是一項復雜的系統工程,主要表現在故障現象多樣,電氣、結構、材料、產品設計等因素相互關聯,整改手段差異大,對技術人員能力要求較高,需要豐富的設計經驗和良好的測試能力作為保障。結果往往是一個很小的因素,卻需要經歷一個曲折的過程。


    電磁兼容EMC整改有其客觀規律可循,欲速則不達,這就需要技術人員除了積累各種經驗外,還要有信心、耐心、細心、思考、溝通,這樣每一次成功的整改實踐都會留下寶貴的經驗。這里從四個階段簡要描述故障診斷和整改的完整過程。


    一、確認現象

    根據電磁兼容性測試的結果,對故障現象進行了驗證和確認,為后續的故障診斷和分析奠定了堅實的基礎。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/表格,測試配置/布局的照片,測試過程的記錄,出現故障時的工況,測試過程中的其他現象。避免因測試配置/安排不合理、測試狀態設置不當而將不正確的測試結果視為故障進行處理,費時費力。另外,如果可能的話,重現故障現象(很多情況下很難重現),補充一些細節。

    在這個階段,我們可以確保我們有一個明確的目標,避免盲目地做徒勞無功的事情。

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    二、診斷分析

    現象確認后,轉入診斷分析階段,這是落實整改措施的前提。

    要先從接地、屏蔽、濾波等方面檢查產品的機箱屏蔽、電源/信號端口的接地/濾波以及測試布局中的接地,以發現是否存在顯著的電氣布局錯誤或設計缺陷,去除這些顯著的影響因素,避免想當然地采取糾正措施。實踐中也有過很多類似的案例,折騰了大半天,最后是“不小心”發現某個接口連接松動,或者接地方式不對,事實上根本沒有必要進行這么多的整改工作。

    排除顯著的因素后,就進入真正的整改環節。電磁兼容問題離不開三要素:干擾源、干擾途徑和干擾宿,所以在故障現象確認后,需要從這三個方面一步步進行詳細分析。同時有傳導和輻射兩種現象,主要涉及電源和屏蔽。除了PCB板級設計(PCB板級可以劃分為另一個專屬領域,需要更多的設計經驗)以外,一般傳導現象歸結為電纜或內部開關電源等模塊,輻射類現象歸結為電纜耦合發射和外殼泄漏等方式,干擾產生方式為傳導、耦合和輻射。

    之后需要從傳導或輻射的相關影響因素進行深入分析。這時候就要把測試方法/原理和產品的設計/功能結合起來,逐項分析,基本采用排除法,最后總結出一個或幾個可能的原因,再針對性拿出可實施的整改方案。

    在這個過程中,經驗是很重要的,但是不要盲目套用經驗,因為往往同一種現象對于不同的對象會有不同的原因,有時候甚至同一類型的對象也會因為不同的原因而造成的。


    三、試驗驗證

    根據診斷分析確定的整改方案,通過接地、屏蔽、濾波進行測試。此時可能會用到一些整改對策元件,如電容、電感、濾波器、磁環/磁珠、導電膠帶、襯墊等,根據相關的頻率、電氣特性、物理尺寸和其他因素來針對性的選擇。

    試驗可能只需要一兩次,也可能需要很多次,原則是在添加設備之前進行調整。也就是說,我們從結構調整、屏蔽/接地接口、端子、線纜、布局變化等方面入手,然后有針對性的選擇濾波器等器件,最后涉及到模塊和板級的設計變更。

    在這個階段,主要的工作將由電磁兼容EMC測試人員來完成,有經驗的測試人員會給出建設性的意見,對問題的解決會有很大的幫助。如果產品開發人員有一些電磁兼容EMC測試的經驗,那是最好的。


    四,改進方法

    當一項整改措施被實驗證明有效后,往往整改就結束了。在此,建議對整改工作的細節進行總結,改進后形成正式的、可操作的、固化的產品加固方案,使后續產品避免同樣的電磁兼容風險,同時積累經驗,為今后的產品設計開發提供電磁兼容性能保障。

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