电磁干扰测量与诊断

好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午6时16分36秒 上午6时16分06:16:3620.11.2
专注今天，好好努力，剩下的交给时 间。20.11.220.11.206: 1606:16:3606: 16:36Nov-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年11月2日星 期一6时16分36秒Monday, November 02, 2020
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。06: 16:3606:16:3606:16Monday, November 02, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.11.220.11.206:16:3606: 16:36November 2, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年11月2日 上午6时16分20.11.220.11.2
杨继深 2002年8月
近场探头实物
杨继深 2002年8月
磁场探头 电磁场探头
自制近场探头
杨继深 2002年8月
自制近场探头（电磁场）
杨继深 2002年8月
自制近场电场探头
根据使用条件，套适当的绝缘层
杨继深 2002年8月
近场探头的实际应用
频谱分析仪
放大器
杨继深 2002年8月
共模扼流圈 （铁氧体磁环）
（精确到100kHz内） • 超标点的超标dB数 • 被测设备内电路的周期信号（本振信号、时钟信
号、开关电源、DC-DC转换器等）的频率
杨继深 2002年8月
诊断前取得基准数据
在开始工作前，先取得关注频率（超标频率） 上的干扰发射的基准： • 辐射发射（无论什么天线） • 传导发射（无论什么传感器）
0.05 = 14 dB
0.01
解决最后的泄漏源： 改善量 = 20lg
0.01 = 25 dB
0.0006
杨继深 2002年8月
解决发射超标的过程二
解决第三大的泄漏源：改善量 = 20lg 1 0.85
认为此泄漏源无关紧要，今后不再考虑。
解决第一大的泄漏源：改善量 = 20lg 1 0.5
解决第二大的泄漏源：改善量 = 20lg 0.5 0.2
杨继深 2002年8月
电流卡钳的原理
ZT = V / I
V
ZT 的单位：
或 dB
I
杨继深 2002年8月
电流卡钳实物
杨继深 2002年8月
应急制作电流卡钳
被测电缆
从工具箱中挑选一 个内径合适的磁环
杨继深 2002年8月
同轴电缆芯线与屏蔽 层连接
近场探头的原理
B
V V ＝ ( d / dt ) = A ( dB / dt )
专注今天，好好努力，剩下的交给时 间。20.11.220.11.206: 1606:16:3606: 16:36Nov-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年11月2日星 期一6时16分36秒Monday, November 02, 2020
相信相信得力量。20.11.22020年11月2日星期 一6时16分36秒20.11.2
解决第四大的泄漏源：改善量 = 20lg 0.2 0.16
解决最后的泄漏源： 改善量 = 20lg 0.16
杨继深 2002年8月
0.15
= 1.4 dB
= 6 dB = 8 dB = 2 dB = 0.6 dB
过程二的幅度变化
如果再返回来考虑第三
dB
大的辐射源问题：
去掉这个辐射源后，改 善量：
0.15
20lg
= 44 dB
0.001
没有经验的人会认为将其 它措施去掉，只保留抑制 第三大泄漏源的措施就可 以了。
杨继深 2002年8月
6 8 2 0.6
44
诊断电磁干扰问题的步骤
加上一项措施
合格
不合格
去掉最贵或最不好实现的措施
仍合格
杨继深 2002年8月
不合格
恢复这个措施
传导发射超标的诊断
用电流卡钳分别卡在每根电源线上，读出超标点的数值
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年11月 上午6时 16分20.11.206:16Nov ember 2, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年11月2日 星期一 6时16分36秒06:16:362 November 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午6时16分36秒 上午6时16分06:16:3620.11.2
套磁环
逐根插上电缆
拔掉所 有电缆
电缆可 拔掉
合格 不合格
合格 不合格
合格，还有电缆没插
全合格
完成
不合格
电缆滤波
或屏蔽
电缆不 可拔掉
缩短电缆、 套磁环
无改善
杨继深 2002年8月
合格或 改善
不合格
放开电缆
合格
检查电源 线滤波器 （改进）
合格
不合格 检查机箱屏蔽
放电电流是否流 进电路？
预测静电放电电流的路径
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。06:16:3606:16: 3606:1611/2/ 2020 6:16:36 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.11.206: 16:3606:16Nov-202- Nov-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。06: 16:3606:16:3606:16Monday, November 02, 2020
30%
25
5个潜在的泄漏源
杨继深 2002年8月
解决发射超标的过程一
1
解决最大的泄漏源：改善量 = 20lg
= 6 dB
0.5
解决第二大的泄漏源：改善量 = 20lg 0.5 = 8 dB 0.2
解决第三大的泄漏源：改善量 = 20lg
0.2 = 12 dB
0.05
解决第四大的泄漏源：改善量 = 20lg
判断干扰是差模还是共模
填写超标点纪录表
直观检查不合理设计 采取措施，直到合格为止
杨继深 2002年8月
采取措施，直到合格为止
共模、差模电流判断
V2
V1
V 1 V2 差模、共模混合 V 1 = V2 仅有共模或差模
杨继深 2002年8月
若：V = 0 差模电流
若：V 0 共模电流成份
在LISN上判断共模、差模
谢谢大家！
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.11.220.11.2Monday, November 02, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。06:16:3606:16: 3606:1611/2/ 2020 6:16:36 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.11.206: 16:3606:16Nov-202- Nov-20
增加一 个磁环
滤波 不合格 或屏
蔽电
100MHz以下
绕1 ~ 3匝
缆
解决电源线共模电流
30MHz以下
30MHz以上
不合格
杨继深 2002年8月
更换滤波器 检查滤波器安装 灵活应用铁氧体磁环
无问题 有问题
100MHz以上 特制宽带 滤波器
不合格
30~100MHz 高频性能 较好的
30MHz以下 多级或电 感较大的
一旦定下来传感器，就不能再变（包括天线尺寸）
杨继深 2002年8月
试验记录表
频率
超标dB数 基准数
156MHz 17dB
65dB•
改进后数 45dB•
杨继深 2002年8月
深刻理解 “dB”
加滤波器
加滤波器
杨继深 2002年8月
60d B
? dB
dB的变化举例
4%
dB
6
8
50%
12
15%
14
1%
相信相信得力量。20.11.22020年11月2日星期 一6时16分36秒20.11.2
谢谢大家！
安全在于心细，事故出在麻痹。20.11.220.11.206:16:3606: 16:36November 2, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年11月2日 上午6时16分20.11.220.11.2
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年11月2日 星期一 上午6时16分36秒06: 16:3620.11.2
杨继深 20铜箔屏蔽胶带、绝缘胶带各 一卷
6. 馈通滤波器100pf、470pf、1000pf、 10000pf
7. 电源线滤波器3A、10A各1只 8. 差模扼流圈2只、共模扼流圈1只 9. 焊接工具一套
杨继深 2002年8月
自制一些小工具
• 电流卡钳 • 近场探头 • LISN和差共模分离器 • 前置放大器 • 脉冲干扰发生器
杨继深 2002年8月
差模发射问题
一般发生在1MHz以下，开关电源的开关频率上 原因是滤波器的差模衰减不够，特别是体积较小的滤波器 解决方法：增加一个差模电容、两个差模电感
原滤波器
电源
杨继深 2002年8月
更换高频性能 较好的滤波器
检查滤波器 安装方式
共模发射问题
1MHz以上
有问题 没问题
重装滤 波器
合格 不合格
超标发射为共模电流
更换共模电感 更大的滤波器
1MHz以下
杨继深 2002年8月
没改善
有所改善
试验共模损耗更大的 滤波器直到合格
设备联上 所有电缆
解决电缆 共模电流
电缆有问题
拔掉所有电缆
测量超标（临界）点，作参考值
辐射发射超标问题
有电缆
合格
合格
完成
不合格
不合格
测量电 源线共 模电流
有共模电流 处理滤波 器，消除 共模电流
直接放电试验问题诊断
故障依然存在
有
切断这个路径
故障排除
有明确 路径
有 处理敏感电路或更
无 放电路径
改放电电流路径
附近有无 无
敏感电路？
放电路径阻抗过高，
导致地线问题
无明确 路径
故障依然存在
设置低阻抗 放电路径
故障排除
杨继深 2002年8月
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.11.220.11.2Monday, November 02, 2020
• 频谱分析仪 • 偶极天线（或普通杆天线） • 近场探头 • 电流卡钳 • 低噪声宽带放大器（10kHz ~ 1GHz）
杨继深 2002年8月
工具箱准备
1. 不同内径的分体式铁氧体磁环 2. 47pf、100pf、470pf、1000pf、10000pf
的片状滤波器 3. 47pf ~ 10000pf 独石电容 4. 交流电容3300pf、0.47f、1 f
合格 不合格
只有电源电缆
杨继深 2002年8月
无电缆
无共模电流
检查机 箱屏蔽
解决电缆上的共模电流
不可滤波
使用或改善屏蔽电缆
套上铁氧体磁环 联上某根电缆
辐射 增强
辐射无增强
杨继深 2002年8月
无明显 改善
可滤波
100MHz以上 馈通型 确定截
止频率
100MHz以上
100MHz以下 PCB安装型
有改善 仍不合格
电磁干扰故障诊断
1. 研发过程中：及早发现问题，为正式产品 设计提供依据
2. 样机调试中：确定干扰问题，排除故障， 使产品尽快通过试验
3. 现场中：确定干扰问题原因，解决干扰问 题
杨继深 2002年8月
准备工作
• 仪器设备准备 • 对策器件、工具准备 • 数据准备
杨继深 2002年8月
仪器设备准备
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年11月2日 星期一 上午6时16分36秒06: 16:3620.11.2
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年11月 上午6时 16分20.11.206:16Nov ember 2, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年11月2日 星期一 6时16分36秒06:16:362 November 2020
简易电快脉冲发生器
杨继深 2002年8月
自制LISN
BNC座
L1
L2
香蕉插座，或其它合适的插座
杨继深 2002年8月
• 所有电容引线最短 • 电阻引线最短 • 电容符合安规
LISN电感的制作
杨继深 2002年8月
试验室提供
原始数据准备
• 完整的发射测试曲线 • 超标点（包括临界点）的准确频率
不合格
重新安装 滤波器
诊断机箱问题
缝隙
孔洞
检查 衬垫
有衬垫 无衬垫
衬垫安装 衬垫质量
设法密封缝隙
仍有泄漏 无泄漏
内部结构
完成
磁场 辐射源是否 在孔洞附近
电场 导线可滤波
重新设计结构，使两者远离 缩小孔洞尺寸或用截止波导
导线滤波
导线不可滤波
杨继深 2002年8月
重新设计结构，避免导线馈通
馈通 导线
受辐射干扰的问题诊断