在電子設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程中，電磁干擾(EMI)問(wèn)題如同一個(gè)隱形的 “攔路虎”，它不僅可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降，甚至?xí)巩a(chǎn)品無(wú)法通過(guò)電磁兼容(EMC)認(rèn)證，錯(cuò)失市場(chǎng)機(jī)會(huì)。而近場(chǎng)探頭作為排查 EMI 問(wèn)題的 “利器”，在干擾源定位和整改過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文將結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分享利用近場(chǎng)探頭整改 EMI 的相關(guān)技巧與心得。

近場(chǎng)探頭的原理與選型

近場(chǎng)探頭是基于電磁感應(yīng)原理工作的，它能夠捕捉電子設(shè)備周圍近場(chǎng)區(qū)域的電磁信號(hào)。與遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試不同，近場(chǎng)測(cè)試可以更精準(zhǔn)地定位干擾源的具體位置，因?yàn)榻鼒?chǎng)的電磁場(chǎng)主要由設(shè)備內(nèi)部的電流和電荷分布決定，受環(huán)境影響較小。

在選型方面，需要根據(jù)實(shí)際測(cè)試需求來(lái)選擇合適的近場(chǎng)探頭。首先要考慮的是頻率范圍，不同的探頭有其對(duì)應(yīng)的有效頻率區(qū)間，例如有些探頭適用于低頻段(如幾十 kHz 到幾 MHz)，而有些則適用于高頻段(如幾百 MHz 到幾 GHz)。如果測(cè)試的設(shè)備可能存在多頻段的干擾，那么選擇寬頻帶的探頭會(huì)更加高效。其次，探頭的尺寸也很關(guān)鍵，小尺寸的探頭分辨率更高，能夠定位到更細(xì)微的干擾源，比如芯片引腳、細(xì)小的導(dǎo)線等;而大尺寸的探頭靈敏度相對(duì)較高，適合在較大范圍內(nèi)快速掃描，初步確定干擾源的大致區(qū)域。另外，探頭的阻抗匹配也不容忽視，良好的阻抗匹配可以減少信號(hào)的反射和損耗，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

利用近場(chǎng)探頭定位干擾源

在使用近場(chǎng)探頭定位干擾源時(shí)，需要遵循一定的步驟和方法，以提高定位的效率和準(zhǔn)確性。

首先，進(jìn)行初步掃描。將探頭連接到頻譜分析儀或 EMI 測(cè)試儀上，然后在設(shè)備通電工作的狀態(tài)下，手持探頭在設(shè)備表面緩慢移動(dòng)，從整體上了解設(shè)備的電磁輻射情況，找出輻射較強(qiáng)的大致區(qū)域。在這個(gè)過(guò)程中，要注意保持探頭與設(shè)備表面的距離一致，通常建議距離在幾毫米到幾厘米之間，避免距離變化對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生過(guò)大影響。

其次，精準(zhǔn)定位。在初步確定的高輻射區(qū)域內(nèi)，使用小尺寸的探頭進(jìn)行細(xì)致掃描。通過(guò)觀察頻譜分析儀上的信號(hào)強(qiáng)度變化，確定干擾源的具體位置。例如，當(dāng)探頭靠近某個(gè)芯片時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，那么該芯片很可能就是主要的干擾源之一;當(dāng)探頭沿著導(dǎo)線移動(dòng)時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)波動(dòng)，說(shuō)明導(dǎo)線可能存在輻射問(wèn)題。

開(kāi)關(guān)電源EMI整改中，關(guān)于不同頻段的干擾原因及抑制方法：

一、1MHz以內(nèi)——主要是差模干擾

1、增加X(jué)電容量;

2、添加差模電感

3、PI濾波器可用于小功率處理(建議靠近變壓器的電解電容器可選用較大的)。

二、1MHz---5MHz---差模共?；旌?。在輸入端并聯(lián)一系列X電容器，濾除差模干擾，分析哪種干擾超標(biāo)并解決問(wèn)題。

1、當(dāng)差模干擾超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以調(diào)整X電容，增加差模電感來(lái)調(diào)整差模電感量。

2、如果共模干擾超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，可以增加共模電感，并選擇合理的電感來(lái)抑制共模干擾。民熔電氣的開(kāi)關(guān)電源電路合理的設(shè)計(jì)加上優(yōu)異的電感。共同鑄就了民熔開(kāi)關(guān)電源少見(jiàn)的EMI。而民熔電氣在降低EMI的同時(shí)也在追求更低的損耗。合理的電感利用，無(wú)不體現(xiàn)著民熔電氣的強(qiáng)大技術(shù)。

3、整流二極管的特性也可以改變，以處理一對(duì)快速二極管，如FR107和一對(duì)普通二極管接通整流二極管1N4007。

EMI少發(fā)的民熔開(kāi)關(guān)電源

三、5m以上---主要干擾為共模干擾，采用抑制共模的方法。對(duì)于接地的情況，如果在地線上串繞一個(gè)磁環(huán)2-3匝，10MHz以上的干擾將大大減弱;靠近變壓器的鐵芯可以粘銅箔，銅箔是閉環(huán)的?？商幚砗蠖溯敵稣鞴芪针娐返某叽绾统跫?jí)大電路的并聯(lián)電容。

四、對(duì)于20-30mhz，

1、對(duì)于一類產(chǎn)品，可以調(diào)整Y2對(duì)地電容或改變Y2電容的位置。

2、調(diào)整一次側(cè)和二次側(cè)之間Y1電容的位置和參數(shù)值。

3、在變壓器外部包銅箔，在變壓器最內(nèi)層加屏蔽層，調(diào)整變壓器繞組組別排列。

4、更改PCB布局。民熔電氣開(kāi)關(guān)電源的部分類型型號(hào)，可以說(shuō)是將PCB布局的部分發(fā)揮到了極致。合理細(xì)節(jié)的PCB布局，使民熔開(kāi)關(guān)電源既有較低的EMI干擾，也有高效安全便捷適用廣的特點(diǎn)。而由于較低的EMI干擾等優(yōu)勢(shì)，民熔開(kāi)關(guān)電源在市場(chǎng)中的巨頭地位愈發(fā)穩(wěn)固。

5、輸出線前連接有一個(gè)小型共模電感。

6、輸出整流器兩端并聯(lián)RC濾波器并調(diào)整合理的參數(shù)。

7、在變壓器和MOSFET之間增加束核。

8、在變壓器的輸入電壓引腳上加一個(gè)小電容。

9、MOS驅(qū)動(dòng)電阻增加

電源

五、30-50mhz一般是由MOS晶體管的高速開(kāi)關(guān)引起的。

1、提高M(jìn)OS驅(qū)動(dòng)電阻。

2、RCD緩沖電路采用1N4007慢管。

3、采用1N4007慢管解決VCC的供電電壓?jiǎn)栴}。

4、或在輸出線前端串聯(lián)的小型共模電感。

5、將一個(gè)小的吸收電路與MOSFET的D-S管腳并聯(lián)。

6、在變壓器和MOSFET之間增加束核。

7、在變壓器的輸入電壓引腳上加一個(gè)小電容器。

8、PCB核心布局時(shí)大電解電容，變壓器，MOS構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小。

9、由變壓器、輸出二極管和輸出平波電解電容組成的回路應(yīng)盡可能小。

六、50-100mhz一般由輸出整流管的反向恢復(fù)電流引起。

1、可在整流管上串磁珠。

2、調(diào)整輸出整流器的吸收電路參數(shù)。

3、可以改變y形電容支路的一次側(cè)和二次側(cè)的阻抗，如在管腳處增加梁芯或串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮琛?

4、還可以改變從輸出整流二極管主體到空間的輻射(如鐵夾，改變散熱器的接地點(diǎn))。

5、增加屏蔽銅箔抑制空間輻射

一、EMI測(cè)試整改的重要性

EMI測(cè)試整改是在電子產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，針對(duì)電磁干擾問(wèn)題進(jìn)行的專項(xiàng)改進(jìn)工作。通過(guò)整改，可以有效降低產(chǎn)品在工作時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射，減少對(duì)周邊設(shè)備的干擾，提高產(chǎn)品的電磁兼容性。同時(shí)，EMI測(cè)試整改也是產(chǎn)品通過(guò)國(guó)內(nèi)外電磁兼容性認(rèn)證的必要條件，對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)具有重要意義。

二、EMI測(cè)試整改的問(wèn)題識(shí)別與定位

在進(jìn)行EMI測(cè)試整改之前，首先需要準(zhǔn)確識(shí)別并定位EMI問(wèn)題。這通常包括以下幾個(gè)步驟：

1、進(jìn)行詳細(xì)的EMI測(cè)試，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)和現(xiàn)象;

2、分析測(cè)試數(shù)據(jù)，找出超標(biāo)頻段和干擾源;

3、通過(guò)近場(chǎng)測(cè)試、頻譜分析等手段，進(jìn)一步定位干擾源的具體位置;

4、結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙和電路原理，分析干擾產(chǎn)生的原因。

三、EMI測(cè)試整改的方法

針對(duì)識(shí)別出的EMI問(wèn)題，可以采取多種整改方法進(jìn)行優(yōu)化。以下是一些常用的整改方法：

1、屏蔽技術(shù)：通過(guò)添加金屬屏蔽罩、導(dǎo)電涂層等方式，隔離干擾源與敏感電路，減少電磁輻射;

2、濾波技術(shù)：在電源線和信號(hào)線上添加濾波器，濾除高頻干擾信號(hào)，提高信號(hào)的純凈度;

3、接地技術(shù)：合理設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)，確保設(shè)備各部分的電位一致，降低電磁干擾的影響;

4、布局優(yōu)化：優(yōu)化電路板和元器件的布局，減少不同電路之間的耦合和干擾;

5、軟件優(yōu)化：通過(guò)調(diào)整軟件算法和時(shí)序，減少設(shè)備在特定工作狀態(tài)下產(chǎn)生的電磁干擾。