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双向直流电源的EMC测试中,哪些项目最容易失败?

2025-10-23 10:05:46  点击:

在双向直流电源的EMC测试中,辐射发射超标、传导发射超标、静电放电(ESD)失效、电快速瞬变脉冲群(EFT)抗扰度不足是最容易失败的测试项目,其失败原因及具体表现如下:

1. 辐射发射超标(RE)

  • 失败原因
    • 高频信号干扰:双向直流电源中的高速开关器件(如MOSFET、IGBT)在高频切换时会产生强烈的电磁辐射,若PCB布局不合理(如信号走线形成环路、高频信号未屏蔽),辐射会超标。
    • 电缆辐射:电源线或信号线未使用屏蔽电缆,或屏蔽层接地不良,会成为“辐射天线”,导致空间辐射超标。
  • 具体表现
    • 在30MHz~1GHz频段内,电场强度超过标准限值(如住宅环境≤30dBμV/m)。
    • 特定频率点(如开关频率谐波)辐射突增。

2. 传导发射超标(CE)

  • 失败原因
    • 电源噪声:开关电源的开关管在高速开关时产生高频噪声,若电源输入端未加共模滤波器或滤波器参数不匹配(如电感值太小、电容容量不足),噪声会通过电源线传导出去。
    • 内部电路耦合:强电信号与弱电信号线路距离过近,强电信号通过电场或磁场耦合到弱电信号线路上,然后通过信号线传导出去。
  • 具体表现
    • 电源线传导干扰(150kHz~30MHz)超标,如火线/零线对大地的骚扰电压超过限值(如住宅环境150kHz~500kHz≤66dBμV)。
    • 带电机的产品(如双向直流电源驱动电机)在启动时,传导干扰突增。

3. 静电放电(ESD)失效

  • 失败原因
    • 外壳防护不足:塑料外壳未做防静电处理(表面电阻>10¹²Ω),静电无法泄放;外壳缝隙过大(>0.5mm),静电通过缝隙耦合到内部电路。
    • 敏感电路未防护:MCU、传感器等芯片的引脚直接暴露,未加限流/限压元件;外部接口(如USB、通信接口)未接ESD防护器件(如TVS管、压敏电阻)。
    • 接地路径不畅:内部金属结构(如屏蔽罩、散热片)未与接地端可靠连接,静电无法快速泄放。
  • 具体表现
    • 设备死机、重启,或功能紊乱(如按键失效、显示屏花屏)。
    • 敏感芯片(如MCU、传感器)被静电击穿(永久性损坏)。

4. 电快速瞬变脉冲群(EFT)抗扰度不足

  • 失败原因
    • 电源抗干扰弱:电源输入端未加EFT滤波器,或滤波器对高频脉冲(50ns上升沿)抑制不足;电源模块的输入电容容量太小(如<100μF),无法吸收脉冲能量。
    • 信号线缆耦合:通讯线(如RS485)未屏蔽,EFT脉冲通过线缆耦合到信号;信号线与电源线平行布线(间距<2cm),产生电磁耦合。
    • 接地不良:设备接地为“悬浮接地”,EFT脉冲无法泄放;接地线上有寄生电感,高频脉冲无法快速泄放。
  • 具体表现
    • 电源模块输出电压波动,导致敏感电路失电。
    • 通讯接口(如RS485、CAN)接收到错误的数据位,导致通信故障。