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传导骚扰CE医疗排痰机典型整改案例解析

电磁波理论基础 2021年6月25日 下午8:42 186
(1)医疗排痰机传导整改案例
传导骚扰CE典型整改案例解析
     今日整改一台震动排痰机，定向挤推、震颤、叩击功能集于一体，使患者呼吸道黏膜的代谢物液化、松动、脱落后咳出，200W电源。在功能全开状态不能通过ClassA标准，故交于由我司做整改。
一、现象描述
接200W电源，在功能全开状态测试结果如图所示;

传导骚扰CE典型整改案例解析

二、整改方案
在电源部分增加一个共模电感，并调整Y电容后。再次测试已无超标。能通过ClassA标准。
三、整改后实验现象
整改后已无超标频率，以下是测试波形图：

传导骚扰CE典型整改案例解析

(2)电路板传导测试EMI超标解决方案
传导骚扰CE典型整改案例解析
系统直流供电控制盒进行传导测试时，EMI超标；原理方案如下图：

传导骚扰CE典型整改案例解析

电路板：原理方案是外部设计公司进行功能方案设计的；
输入X电容参数值103；
1．产品测试在待机状态下，没有问题测试数据如下：

传导骚扰CE典型整改案例解析

电路板传导测试EMI超标的解决方案
2．带上24V的直流电机，系统EMI－传导测试超标如下图示：

传导骚扰CE典型整改案例解析

通过上面的电控板及测试曲线的情况分析：

传导骚扰CE典型整改案例解析

EMI测试超标在EMI的低频段，差模成份比较多，同时这种测试曲线图按照我的通过EMI－传导测试曲线的方法来解决问题就可以了！优化EMI滤波器是最快的方法！
我将LISEN等效到测试电路板来分析：
A．最优先的做法：共模滤波器前面的X电容103先增大，可以改大到224或474测试对比测试效果！

传导骚扰CE典型整改案例解析

B．如果测试裕量不足可以将电路板EMI滤波电路的共模电感参数进行调整，注意滤波器的直流（偏磁电流）对共模电感的影响需要考虑：满足以下公式；
注意此时的共模电感的线径电流及低频段的谐振阻抗点情况；同时可优先使用分区槽绕的共模电感对比测试效果。
C．如果该系统有接地设计；其传导及辐射频段的设计都会变得简单；参考LISEN等效到测试电路板的SCH；增加2个Y电容设计，再同时优化一下X电容容量（低频传导）＆共模电感就可以快速搞定设计！
产品测试工装如下：采用测试工装法，通过EMI测试！
(3)LED灯传导和辐射超标整改案例
传导骚扰CE典型整改案例解析
LED灯是指利用发光二极体作为光源的灯具，一般使用半导体LED制成。LED灯的寿命和发光效率可达白炽灯的几倍，和一体式萤光灯相比也高出不少，其中Cree等厂家更是号称能达到300流明/瓦特的效率。单颗发光二极体的光度比传统白炽灯和省电灯泡低很多，所以一个灯泡通常会包含多颗发光二极体。
超标数据

传导骚扰CE典型整改案例解析

传导骚扰CE典型整改案例解析
整改前的PCB板

传导骚扰CE典型整改案例解析

整改思路
传导项目：从数据和PCB板上分析，主要是150K到50MHz超标，差模和共模干扰都存在，在看电源板上X电容是0.1uF，共模电感只有10mH，滤波可能不够；需将参数加大，X电容加大到0.22uF，共模电感加大到25mH左右，再测试时发现传导可以通过，并且余量还有5dBY以上，以下是整改后波形：

传导骚扰CE典型整改案例解析

辐射项目：通过数据分析发现，80MHz以前全部超标，此驱动电源输出端没有加滤波电感，在加上滤波电感后可以通过测试

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整改后的PCB板

传导骚扰CE典型整改案例解析

(4)咖啡机传导与骚扰功率EMI超标整改
传导骚扰CE典型整改案例解析
咖啡（英语：coffee）是采经过烘焙过程的咖啡豆（咖啡属植物的种子）所制作冲泡的饮料。咖啡是人类社会流行范围最为广泛的饮料之一，也是重要经济作物，其为全球期货贸易额度第二高（最高为石油）。
咖啡树原产于非洲亚热带地区，以及亚洲南部的一些岛屿。那些咖啡树从非洲出口至世界各国，现时那些咖啡树种植遍布超过70个国家，主要在美洲、东南亚、印度等赤道地区。
咖啡普遍分为两种：备受推崇的小果咖啡（阿拉比卡）及颗粒较粗和酸味较低而苦味较浓的中果咖啡（罗布斯塔）。咖啡一旦成熟，就会经过采摘，加工，烘焙的程序。咖啡中咖啡因对人体有刺激的作用，人们在学习、阅读和思考等脑力活动时经常用来提神。咖啡是世界上最流行的饮料之一[3]，它能够以多种方式制作，如：浓缩咖啡、卡布奇诺、拿铁咖啡等，通常是作为热饮，亦也可作为冷饮。在饮用前可计算估计咖啡因的摄入量，即可达到适量的标准。大部分的研究建议，适度饮用咖啡是有益的，甚或有利于健康的成年人。
此咖啡机需要出口欧洲需要做CE认证，即至少需要满足LVD指令、EMC指令等。在EN55014-1:2006标准中规定了骚扰功率与电源端子骚扰电压限值，即出口欧洲需要符合其中的相关限值要求。此客户在广州SGS做相关认证，
EUT概述
咖啡机有加热煮咖啡、电动抽水、S3F9488MCU控制屏显、定时等控制功能，电源部分采用VIPer12芯片负电源架构给电。结合电路分析，此产品在EMI部分主要有VIPer12电源芯片的斩波、S3F9488MCU、以及马达驱动及本体的骚扰源，从这三个骚扰源头进行focus，然后找其可能的骚扰路径、天线进行排查。
Original原始测试数据波形如下：  

传导骚扰CE典型整改案例解析

从上述看到主要是传导前端不合格超标，骚扰功率的话8MHz谐波不合格超标。
传导发射整改  
从测试数据分析，150KHz~1MHz此波形包络前端整体偏高，且有尖峰突出呈谐波态势。应该与这个VIPer12电源芯片内部工作主频与外部电感能量变换产生的骚扰。所以，估计此EMI噪声其差模分量占据大部分，且呈现为L、N回路。所以，在添加整改方案，在尝试不同思维考量的时候，添加EMI器件主要朝着差模电感、X电容、磁珠方面去努力。
骚扰功率整改  
从测试数据分析，主要是8MHz的谐波骚扰，据此类波形形态分析可以很确认是MCU以及显示屏、按键部分驱动等信号窜入到电源，遂经电源线出来。所以，在整改此类骚扰功率问题的时候，可以从MCU的晶振、CLK、PWM、显示屏等数字信号及相邻的PCBtrace、附近的线缆可能出现的直接、或间接的传导、近场耦合。
整改方案如下  
1.传导整改方案参阅如下实物图片与PCB图。
传导骚扰CE典型整改案例解析
2.骚扰功率整改方案如下图：

传导骚扰CE典型整改案例解析

在添加原始的EMIsolution后，再在CR1晶闸管的G控制级近GND添加添加一颗0.1uf电容，彻底解决咖啡机马达误动作的问题。至此，此咖啡机EMI整改彻底完成。如下图：

传导骚扰CE典型整改案例解析

添加整改方案后测试数据波形如下：

传导骚扰CE典型整改案例解析

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电磁兼容RS485接口EMC电路设计方案
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