一概述

本文將圍繞一個(gè)具體案例展開，針對(duì)的主要問題是：如何整改電路中的電源模塊電磁騷擾問題。通過此案例，希望能為廣大工程師在進(jìn)行硬件電路EMI設(shè)計(jì)或者整改提供一點(diǎn)參考。

二項(xiàng)目背景

客戶的機(jī)型是一個(gè)藍(lán)牙音響，測試模式分為三種：藍(lán)牙播放模式BT，充電模式，充電&BT模式，本文我們僅對(duì)充電模式進(jìn)行分析。

三案例分析

1.電路電源部分架構(gòu)簡圖

2.問題排查思路

為了盡可能避免后端電路可能產(chǎn)生的干擾，直接將電池到功放電路的PCB走線割斷。僅測試充電模式，此時(shí)電路中主要的電路為：

實(shí)際測試數(shù)據(jù)如下：

垂直方向數(shù)據(jù)

水平方向數(shù)據(jù)

從數(shù)據(jù)可以看出，垂直方向測試數(shù)據(jù)超過了限值。

3.問題分析

此充電模塊為升壓電路，將輸入電壓5V轉(zhuǎn)化為8.7V給電池充電，該充電IC型號(hào)為ETA6071，通過查閱芯片規(guī)格書，其推薦電路如下：

我們先分析常見的升壓電路造成EMI的問題源頭以及常見處理方式，再回過頭來對(duì)該電路進(jìn)行整改。

3.1升壓電路拓?fù)洌?/p>

3.2 升壓電路電磁騷擾分析與對(duì)策

（1）高頻噪聲環(huán)路

在升壓電路工作過程中，開關(guān)開端瞬間會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)變化的電流，即di/dt，這就是我們所說的高頻電流噪聲，其電流環(huán)路如下：

對(duì)策：盡量減小高頻噪聲環(huán)路面積，常用小電容實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。

（2）開關(guān)節(jié)點(diǎn)噪聲

在開關(guān)節(jié)點(diǎn)處，在開關(guān)開斷瞬間，電壓發(fā)生快速變化，即產(chǎn)生dv/dt，這個(gè)噪聲通過結(jié)電容耦合到大地或其他線路，造成了我們常見的共模噪聲源，簡易示意圖如下：

對(duì)策：盡量減小節(jié)點(diǎn)的銅走線面積，從而達(dá)到減小結(jié)電容的目的；在電路模塊中比較長的走線上增加共模濾波器，常見的位置為電源端口，用來阻斷共模噪聲回路；增加RC吸收電路，用于吸收節(jié)點(diǎn)處電壓的振鈴現(xiàn)象。

（3）二極管反向恢復(fù)噪聲

對(duì)策：一般在二極管的兩端并聯(lián)一個(gè)RC吸收電路，用于吸收二極管處的電壓波動(dòng)。

4.案例整改分析

回到我們的案例上來，以下是該芯片的推薦電路layout圖：

由圖可以看出，從輸入端電容到芯片地的回路已經(jīng)盡量保持最小，但為了給高頻噪聲提供一個(gè)低阻抗回路，此電路還需要增加高頻電容進(jìn)行濾波。

客戶實(shí)際layout如下：

與推薦電路對(duì)比，電路布局差異不大，同樣需要增加高頻電容進(jìn)行濾波，此外，該電路還存在一個(gè)問題，客戶的電路模塊離端口太近，這樣噪聲很容易耦合到端口線束上并輻射出去，導(dǎo)致在板上的濾波無效。

實(shí)際整改措施：

（1）在線束上加共模濾波器，用于抑制耦合到端口線束上的共模噪聲輻射；

（2）增加濾波，減小噪聲高頻回路

①在電源輸入端到電感前加100nF電容

②在電路開關(guān)節(jié)點(diǎn)加吸收濾波電路：4.7nF+10Ω

③輸出增加高頻電容濾波，此處為100nF,電容的位置需要特別注意，如下圖所示：

通過以上的整改之后，測試數(shù)據(jù)如下：

從數(shù)據(jù)上可以看出，垂直方向相較于未整改已經(jīng)有很大的改善。

四總結(jié)

電磁兼容整改需要依靠工程師在實(shí)踐中的日積月累，每一次被折磨的過程都是我們成長的過程，希望以上案例的整改經(jīng)驗(yàn)，能夠給各位工程師提供一點(diǎn)幫助，不足之處還望指正。

審核編輯：湯梓紅