一次非典型的EMC整改记录
虽然这不是一次彻彻底底的、完全的EMC整改,但我仍然想记录一下,作为一次经验备忘。
背景与问题起源
事情源于四台设备需要进行CE认证,其中包括辐射发射(RE)测试。在上次的FCC认证中,我们曾在现场整改过其中一台设备的标定灯系统。当时怀疑问题出在风扇或其DCDC电源上,但由于最终通过了测试,就没有深入探究。
本次CE认证涉及这台设备的新版本,以及另外几台老设备的升级。我们提前做了准备,重点处理了那台标定灯设备——为其增加了滤波器并更换了新电源。遗憾的是,首次CE认证我未能到场。根据反馈,该设备需要拔掉风扇才能通过测试。而更严重的是,另一台设备产生了接近-65dBuV/m的灾难性峰值数据。
紧急任务与现有条件
我们面临的情况是:两天后必须进行下一次认证,首要目标是无论如何先通过测试,为后续的硬件改版争取时间。手头没有频谱仪,但有一个新的示波器可供使用。
问题定位与初步分析
首先通过开关机法,将问题源头定位到设备的电源底板。这块板子负责从60V输入转换出24V、12V、5V、3.3V电源,并管理3个隔离地、5块铺铜和7块电源铺铜。我们主要怀疑对象是24V转12V和24V转5V的DCDC电路:前者是一个成品模块,后者基于TPS54560B搭建。
通过拆装12V模块,发现噪声数值有所下降。我们暂时将此视为12V模块的问题。这其实有些奇怪,因为作为成品模块,其超标幅度竟高达15dBuV/m,数值过于离谱。我的初步建议是:无论问题根源是否完全在此,优先采用“加铜箔并飞线连接到电池地”的临时措施。
用示波器进行FFT分析
我们使用了示波器的FFT功能(设定适当触发或按AUTO键后等待,设定对数坐标轴,范围30-1000MHz)。在24V网络上的确测到了与EMC实验室数据相似的噪声,且频率成分更丰富。但一个疑问是:问题真的只出在24V网络上吗?尽管如此,我们还是决定先拆掉被怀疑的12V电源模块。
同时,我们对另一台问题设备采取了更直接的措施:用铜箔将其严密包裹起来。
(下图是仅拆除12V模块后的测试结果,据描述“比最开始那个离谱的峰值好一点”)

暴力整改与效果验证
我的判断是,裹铜箔这招虽然“暴力”,但很可能有效。结果证实了这一点:经过严密包裹并良好接地后,上述峰值被压制到了标准限值线下约10dB的位置。
总结这次临时整改的关键: 包裹要严密(裹死),接地必须可靠,必要时可搭配磁环使用。我始终认为良好的接地至关重要。
虽然忘记拍照,但数据结果不错。当然,这只是一个临时方案,后续需要更优化、更优雅的屏蔽方法,例如使用专门的屏蔽罩或利用结构本身进行屏蔽。
后续的交叉验证与新发现
在用示波器交叉对比不同设备时,我发现在5V网络上也能测到非常接近的噪声频谱。因此,我目前的判断是:24V转12V和24V转5V的DCDC电路可能都在贡献辐射,且特征相似。 这件事的最终确认,或许要等后续改进了近场探头方法后再看。
附:探头地线夹成环方法
这是一种简易的近场探测技巧,具体操作是将示波器探头的接地夹(鳄鱼夹)直接夹在探头的金属尖端上,从而形成一个小的探测环。此方法可用于粗略定位高频磁场噪声源,但因其探测环面积固定且较小,被认为是一种比较“暴力”或粗糙的简易手段。
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