ЭМС 30-50 МГц

Oct 30 2020

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.

  1. 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?

  2. 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?

  3. Будут ли индукторные дроссели работать лучше ферритовых в диапазоне 30-50 МГц? Потому что на таких низких частотах нет феррита.

Ответы

7 Andyaka Oct 30 2020 at 18:08

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.

6 analogsystemsrf Oct 30 2020 at 18:47

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.

5 MarcusMüller Oct 30 2020 at 17:43

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.