在傳導(dǎo)測試中如何解決開關(guān)頻率超標(biāo)

一、傳導(dǎo)發(fā)射（Conducted Emission）測試，簡稱CE，通常也會被稱為騷擾電壓測試，是指系統(tǒng)內(nèi)部的電壓或電流通過信號電纜、電源線或地線傳輸出去而成為其他系統(tǒng)或設(shè)備干擾源的一種電磁現(xiàn)象。只要有電源線的產(chǎn)品都會涉及到，包括許多直流供電產(chǎn)品，另外，信號/控制線在不少標(biāo)準(zhǔn)中也有傳導(dǎo)發(fā)射的要求，通常用騷擾電壓或騷擾電流的限值（兩者有相互轉(zhuǎn)換關(guān)系）來表示。

以GB/T18655（等同于國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR25）為例，傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)分為電壓法和電流探頭法，電壓法的測試頻段為0.15MHz~108MHz，人工網(wǎng)絡(luò)連接器與被測件連接器之間的電源線長度Lp應(yīng)為200mm；電流探頭法的測試頻段為0.15MHz~108MHz，在距離被測件50 mm和750 mm兩處用探頭測量發(fā)射，試驗(yàn)線束應(yīng)為1700mm長（或試驗(yàn)另有規(guī)定），并且應(yīng)放置在無導(dǎo)電性、低相對介電常數(shù)材料（εr≤1.4）上，位于參考接地平面上方50 mm±5 mm的位置。

本次的整改實(shí)例是一款行車記錄儀，測試CE電壓法，以下為測試擺放圖。

測試后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有部分超標(biāo)，超標(biāo)的點(diǎn)M2為0.8MHz，通過排查發(fā)現(xiàn)是電源問題，開關(guān)頻率超標(biāo)，該芯片的開關(guān)頻率為400KHz，接下來準(zhǔn)備對電源輸入端進(jìn)行濾波。

根據(jù)以往的整改經(jīng)驗(yàn)，我在電源輸入端加了LC濾波，L選取了10μH的一體成型電感，THMPI040402D100MT，C選用了2.2μH的陶瓷電容，加完LC濾波后的測試數(shù)據(jù)如下：

通過對比前后數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，M2這個(gè)點(diǎn)從51db直接降到了21db，整整降了30db，為什么一個(gè)普通的LC濾波能有這么好的濾波效果？LC濾波器的參數(shù)隨便選擇能不能達(dá)到這個(gè)效果呢？

下面我們一起來分析一下。

首先我們要清楚一點(diǎn)，LC濾波是一個(gè)二階的低通濾波器，二階的低通濾波器濾波效果是-40db/10倍頻，那么我們現(xiàn)在一起來算一下，400KHz的開關(guān)頻率超標(biāo)，為了達(dá)到最.好.的.濾波效果，選用的LC濾波器到底用多大。

因?yàn)長C濾波器的濾波效果是-40db/10倍頻，所以我們計(jì)算的時(shí)候，要把開關(guān)頻率fsw除10得到截止頻率f，然后算出LC濾波器的參數(shù)，在使用電感L=10μH的情況下，計(jì)算得C=1.58μF

而我們上面整改時(shí)使用的措施是L=10μH，C=2.2μF，與計(jì)算出來的數(shù)據(jù)相近，所以濾波效果非常好。

針對開關(guān)頻率超標(biāo)的問題，除了在DC-DC芯片輸入端做LC濾波外，DC-DC芯片的PCB設(shè)計(jì)也有很大的講究:

①輸入電容、輸出電容、二極管、功率電感構(gòu)成的兩個(gè)回路面積最小化。路徑最短化。

②電容大小以及放置位置。

③SW引腳到電感的走線：滿足通流以及散熱的情況下，盡量短小精悍。

④器件放頂層還是底層：高電流電壓變化率的器件同層擺放，不能換層。

⑤FB引腳走線：遠(yuǎn)離噪聲源。

⑥BOOT引腳走線：越短越好。

⑦電感底部要不要鋪銅：同層可以不鋪，下層建議都鋪銅。

從以上案例中不難看出，學(xué)會如何選擇合適的LC濾波器參數(shù)，能夠高效解決傳導(dǎo)測試中的開關(guān)頻率超標(biāo)，效果明顯。