EMC整改案例分享之跑步机上控

2021-09-11 23:44:57

产品介绍

本产品是一款家用的跑步机上的一个控制面板,使用的是联阳IT的方案,产品的主要功能是显示跑步机的各种模式以及使用者当前的状态。其主要由一个触摸显示屏、扬声器、主板、塑料外壳四个部分组成,12V直流供电,主板的结构框架大致如下图所示:(交流变频控制、EW通讯电路等与本次RE整改不相关的电路及连接省略)

试验机

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问题点排查

1)分析摸底测试数据

试验机

分析上图的测试数据可知,包络的噪声比较多,所以要着重分析一下该机器的电源电路设计,观察有哪些不合理的地方,可以结合原理图与PCBLayout来研究观察

(2)使用近场探测仪器,如频谱仪的探环,先探测出噪声的源头的范围,然后再使用探针,在该范围内挨个对每个器件的引脚进行噪声探测。最终,把噪声的源头锁定在12V5VDC to DC电路上

(3)通过分析该125VDCDC电路的原理图,发现电源IC的输入输出滤波电容覆盖的滤波频段可能不够:就比如输入的两个滤波电容CP27CP17的谐振频率点都是在10MHz以下,没办法滤波到测试数据中的那些超标频率点,输出的那几个大容量电容滤波频段就更低了。

试验机

(4)查看该部分的PCB图,发现电路的布局不是很合理,存在多处滤波失效和滤波不足,下面是关于输入输出的部分存在布线不合理之处(白色线输入,黄色线输出)

①滤波失效,滤波不够

试验机

②输出滤波回路大

试验机

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整改对策

(1)在电源IC的输入对地接合适参数的滤波电容,同时接的地尽量接近IC地,减小噪声电流回路;如图所示加上的这两个电容1nF100nF160MHz以下频段的噪声滤波效果很好。

试验机

(2)更改输出滤波电容的容值大小为820pF,滤除250MHz附近频段的噪声,并且此电容电源管理IC的地相连接,滤除噪声的同时,减小噪声电流回路;

试验机

至此,该机器的电源部分的噪声已经整改完毕只剩下几个余量不多的时钟单支噪声,最终测试结果如下:

试验机

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总结

针对有电源噪声的机器,我们一般要多去分析它们的DCDC电路,一般这里的噪声是相对比较高的。以整改工程师的角度来看,一般是从四个方面来入手:

(1)输入滤波是否足够;

(2)输出滤波是否足够;

(3)对于滤波器件(电容电感等)参数是否正确;

(4)滤波之后,噪声的回流路径是否最小。

这四点如果都能满足,那么电源噪声问题已经解决很大一部分了。不过最主要的还是要分析清楚情况,准确定位问题点,才能在最快的时间内解决问题。

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