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电子产品&设备-EFT的分析与设计!

è幅度较大的谐波频率至少达1/Лtr,亦即达到64MHZ左右,相应的信号波长为5m

A.共模电流注入;共模电压通过共模电流转化为差模电压;

B.同时考虑干扰的累计效应(寄生电容充电)

C.EFT干扰信号是高频信号,频谱在几十MHZ范围内;

D.对设备的干扰主要是以传导与辐射的方式;

E.信号的耦合与分布参数有密切的关系;

EFT干扰成分-EFT共模干扰电流为主导,因此采用共模干扰的有效措施!

èEFT干扰信号是通过耦合去耦网络中的33nF的电容耦合到主电源线上面!

而信号或控制电缆是通过电容耦合夹施加干扰,等效电容是100PF左右

è对于33nF的电容,它的截止频率为100KHZ,也就是100KHZ以上的干扰信号可以通过;

而100pF的电容,截止频率为30MHZ,仅允许30MHZ频率以上的干扰通过;

è其次脉冲群干扰实验是共模干扰实验,这就决定了实验在处理干扰的方法时,必须采用针对共模干扰的有效措施!

EFT干扰特点:脉冲成群出现,重复频率高,上升时间短,单脉冲能量低!

通过相关数据的测试分析,认为脉冲群干扰之所以会造成设备的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体器件结电容充电,当结电容上的能量积累到一定程度,便会引起线路(乃至设备)的误动作及故障!

电源线注入:

试验时,EFT发生器产生的脉冲群,耦合到产品的电源线,信号线,和控制线上,并考核产品性能是否下降.

试验时,一般不会损坏元器件,只是使电子产品及设备出现”软”故障,如程序混乱,数据丢失等产品性能下降.有的EUT对单脉冲不敏感,但对脉冲群敏感.由于对IC输入端电容充电,在脉冲间隔不能完全放电,导致电位逐渐积累,使IC发生误动作.

EFT-在电路中带来的故障理论与分析

受试设备EFT信号以共模方式施加到电源线或信号线上.

A.当EFT加在某一条L,N,G上时,

EUT的其它L,N,G上会同时得到差模和共模电压.

如果EUT在电源端没有良好的滤波,则EFT会进入EUT的后续电路,使数字电路工作异常.

例如,在IC输入端,EFT对寄生电容充电,通过脉冲群的逐级积累,达到和超过IC的噪声容限.

B.侵入的EFT还会通过电源线,地线的引线电感,产生反电动势V=-Ldi/dt,

造成电源电压和地电位的波动,引起数字电路的误操作.

C.扎线不合理;

例如将强电和弱电,骚扰电路和敏感电路,信号地和强电源地的电缆捆绑或放在一起,引起感应耦合.

对于金属外壳接地的产品;提供如下等效思路解决问题!

产品为金属外壳接地:其滤波器结构如上图所示,系统Y电容是很好的旁路路径!设计相对比较容易!

对于非金属外壳无接地端子的产品;比如TV/STB系统

1.电源输入滤波器阻止干扰进入 产品背板是否可增加/或有金属板?

2.创造系统Y电容的旁路路径让共模干扰电流通路通过金属板与地线层之间的分布电容形成通路!

提供EFT-在电路中的总的设计和分析思路如下:

EFT的设计及分析方法:

A.正确选用和安装电源输入滤波器

B.减小PCB电源线和地线的引线电感

C.分类捆扎分类走线连接线和电缆

D.正确做好接地设计

E.安装瞬态骚扰抑制器或采用高频磁珠或磁环增加其高频阻抗

注意:滤波器参数失配、滤波器安装位置不佳、接地线阻抗问题等等;上述情况会不同程度降低滤波器性能,使足够多的干扰进入电子产品及设备内部,干扰到电子产品及设备。

滤波器参数失配问题:

A.磁性材料的频率特性不匹配,在EFT信号频率带内的磁导率很低;

B.电感没有按照高频电感规则绕线圈,层间、匝间电容较大,使EFT信号从寄生电容旁路进入电子产品及设备;

C.Y电容性能不佳,寄生电感比较大。由于EFT干扰信号频率高达60MHz,再加上幅度较高,所以有比较强的辐射性,滤波器安装的位置很关键。

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杜佐兵

电磁兼容(EMC)线上&线下高级讲师

杜佐兵老师在电子行业从业近20年,是国家电工委员会高级注册EMC工程师,武汉大学光电工程学院、光电子半导体激光技术专家。目前专注于电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。

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