ЭМС 30-50 МГц
Я пытался пройти тесты на электромагнитную совместимость для своего драйвера 48V 5A BLDC и потерпел неудачу в диапазоне 30-50 МГц. Я думаю, что обнаружил проблему в своей приводной цепи, но у меня есть несколько вопросов, которые заставили меня задуматься, может быть, кто-нибудь поможет мне ответить.
Если моя печатная плата не слишком велика (15 см x 5 см), излучение 30–50 МГц в основном излучается через силовые кабели? Если 30-50 МГц 1/4 длины волны составляет 2,5-1,5 м, тогда мне нужно в основном смотреть на кабели длиной около 2,5-1,5 м?
Если у меня 48V и GND излучает, и я хочу уменьшить выбросы. В чем разница, если я размещу ферриты около 48 В и GND вместе или два отдельных феррита: один для 48 В и один для GND? Если я поставлю один феррит, он будет фильтровать только синфазные излучения?
Будут ли индукторные дроссели работать лучше ферритовых в диапазоне 30-50 МГц? Потому что на таких низких частотах нет феррита.
Ответы
Если моя печатная плата не слишком велика (15 см x 5 см), излучение 30–50 МГц в основном излучается через силовые кабели?
Да, это общая истина, и это означает, что вам необходимо предотвращать кондуктивные излучения, потому что на длинном (ишем) кабеле кондуктивные излучения становятся излучаемыми. Хорошая новость о кондуктивных эмиссиях заключается в том, что вы можете фактически моделировать результаты (с небольшой осторожностью), поэтому настройте свою схему в симуляторе и имитируйте цепь LISN и посмотрите, как выглядят дифференциальные уровни кондуктивных эмиссий (в основном текущие течь по одному проводу питания).
Вы, вероятно, больше заинтересованы в кондуктивных эмиссиях CM, потому что они с большей вероятностью станут излучаемыми, однако .... кондуктивные эмиссии CM будут в значительной степени зависеть от высокоскоростных дифференциальных токов, производимых вашей платой / схемой, и это основная работа для тренажера (ток по одному проводу питания).
Гадать, какой катушку индуктивности или феррита здесь или здесь нужно, на самом деле просто гадать. Настройте моделирование, а затем введите конденсаторы, катушки индуктивности и ферриты, чтобы уменьшить дифференциальные кондуктивные излучения.
Рассмотрим резонансные паразиты.
1uH и 1pF будут резонировать на частоте 150 МГц.
10nanoHenry и 100pF будут резонировать на частоте 150 МГц.
1u и 100pF будут резонировать на sqrt (100) ниже, или на 15 МГц.
100nanoHenry и 100pF будут резонировать на частоте 45 МГц.
А 4 дюйма следа печатной платы (не над землей) обеспечат около 100 наногенри.
Таким образом, следы печатной платы и паразитные переходы силового драйвера в резонансе могут быть источником утомительной энергии.
=================================
Однажды команда product_development пришла ко мне с сообщением: «Наша печатная плата трансивера LIN не соответствует требованиям FCC». По поводу печатной платы все выглядело хорошо. Но было нарушение маски Pass / Fail на 6 дБ на частоте 600 МГц.
В конце концов я понял, что дорожка печатной платы для обхода VDD проходит на дополнительный сантиметр вокруг LIN IC. С зазором в несколько миллиметров под этой дорожкой VDD, поскольку плоскость заземления была вырезана в одном месте. И это - дополнительные 5 или 10 наногенри, ПЛЮС емкость перехода VDD / SUBSTRATE на кристалле , были резонатором умеренного Q.
Чтобы резонировать на частоте 150 МГц, произведение Luh * Cpf должно быть 1. Таким образом, 10 нГн и 100 пФ являются резонансными на частоте 150 МГц.
Чтобы резонировать на частоте 600 МГц, произведение Luh * Cpf должно быть 1/16, таким образом, 10/2 нГн и 100/8 = 12 пФ являются резонансными на частоте 600 МГц.
Очевидно, что LIN IC имеет много связей / контактов VDD_well и много связей / контактов заземления / подложки, и множество путей через обратносмещенные переходы обеспечивают LOW_LOSS внутрикристаллической емкости.
Если моя печатная плата не слишком велика (15 см x 5 см), излучение 30–50 МГц в основном излучается через силовые кабели?
Может быть. Может быть нет! Дело в том, что более короткий проводник все еще может излучать - возможно, не так эффективно, но все же будет. Поскольку мы не знаем, сколько энергии не излучается, мы не можем предположить, что это также не более короткие проводники / компоненты.
Если 30-50 МГц 1/4 длины волны составляет 2,5-1,5 м, тогда мне нужно в основном смотреть на кабели длиной около 2,5-1,5 м?
Нет, см. Выше.
В чем разница, если я размещу ферриты вокруг 48 В и GND вместе или я размещу два отдельных феррита: один для 48 В и один для GND?
В первом приближении феррит помогает противостоять протекающим через него высокочастотным токам - и этот расход рассчитывается по всему его поперечному сечению.
Будут ли индукторные дроссели работать лучше ферритовых в диапазоне 30-50 МГц? Потому что на таких низких частотах нет феррита.
Возможно - да. Экранирование, и самое главное: выяснение того, откуда эта сила, поможет лучше, чем ферриты, здесь, скорее всего, тоже.