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电快速瞬变脉冲群抗扰度测试常见问题分析及改进建议

2020-9-27 9:27:28      点击:

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验概述

电快速瞬变脉冲群产生的原理如下:当电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的瞬态骚扰。当电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。这种瞬态骚扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但由于其频谱分布较宽,所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。

该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的试验。试验脉冲的特点是:瞬变脉冲上升时间短、重复出现、能量低。该试验的目的就是为了检验手机在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成手机的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电,当结电容上的能量累积到一定程度,便会引起手机的误操作。具体表现为在测试过程中移动电话机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验常见问题分析

电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机,导致主板电路上有过大的噪声电压。当单独对火线或零线注入时,尽管是采取的对地的共模方式注入,但在火线和零线之间存在差模干扰,这种差模电压会出现在充电器的直流输出端。当同时对火线和零线注入时,存在着共模干扰,但对充电器的输出影响并不大。造成手机在测试过程中出现问题的原因是复杂的,具体表现为以下几方面。

(1)前期设计时未考虑电快速瞬变脉冲群抑制功能,没有添加相关的滤波元器件,PCB设计综合布线时也没有注意线缆的隔离,主板接地设计也不符合规范,另外关键元器件的也没有采取屏蔽保护措施等;

(2)生产厂在元器件供应商的选择上没有选用性能可靠的关键器件,导致测试过程中器件老化或者器件失效,从而容易受到电快速瞬变脉冲的干扰;在整机生产组装过程中,加工工艺及组装水平出现的问题可能会导致产品一致性不好,个别送检手机存在质量问题;

(3)检测过程中由于其他测试项出现问题导致整改,可能由于整改方案的选择会影响到电快速瞬变脉冲群测试不合格。

电快速瞬变脉冲群发生器
电快速瞬变脉冲群发生器

电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的改进建议

针对电快速脉冲群干扰试验出现的问题,主要可以采取滤波及吸收的办法来实现对电快速瞬变脉冲的抑制。

(1)在手机设计初期就应重点考虑抑制电快速瞬变脉冲群干扰设计。

在PCB层电源输入位置要做好滤波,通常采用的是大小电容组合,根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号,尽量采用表面封装;

尽量减小PCB的地线公共阻抗值;

PCB布局尽量使干扰源远离敏感电路;

PCB的各类走线要尽量短;

减小环路面积;

在综合布线时要注意强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离。综合布线是系统很重要的一个设计组成部分,一个糟糕的综合布线格局很可能断送一个设计精良的PCB的稳定性;

关键敏感芯片需要屏蔽;

软件上应正确检测和处理告警信息,及时恢复产品的状态。

(2)元器件的选择上应使用质量可靠的芯片,最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验,质量可靠的充电器、数据线及电池的选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力;

(3)厂家在组装生产环节中应严把质量关,做好生产工艺流程控制,尽量保证产品质量的一致性,减少因个别手机质量问题带来的测试不合格现象;

(4)EFT测试过程中如出现问题,可采用在充电器增加磁环或者电快速瞬变脉冲群滤波器的方法进行整改,选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好。采用加TVS管的整改方法作用有限;

(5)根据最新GB/T 17626.4-2008标准要求,重复频率将增加100 kHz选项,将会比5 kHz更为严酷,厂家应及早重视进行相关的电快速瞬变脉冲群测试防护工作。

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