在電子設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)過程中，電磁干擾(EMI)問題如同一個隱形的 “攔路虎”，它不僅可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降，甚至?xí)巩a(chǎn)品無法通過電磁兼容(EMC)認(rèn)證，錯失市場機會。而近場探頭作為排查 EMI 問題的 “利器”，在干擾源定位和整改過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文將結(jié)合實際經(jīng)驗，分享利用近場探頭整改 EMI 的相關(guān)技巧與心得。

近場探頭的原理與選型

近場探頭是基于電磁感應(yīng)原理工作的，它能夠捕捉電子設(shè)備周圍近場區(qū)域的電磁信號。與遠場測試不同，近場測試可以更精準(zhǔn)地定位干擾源的具體位置，因為近場的電磁場主要由設(shè)備內(nèi)部的電流和電荷分布決定，受環(huán)境影響較小。

在選型方面，需要根據(jù)實際測試需求來選擇合適的近場探頭。首先要考慮的是頻率范圍，不同的探頭有其對應(yīng)的有效頻率區(qū)間，例如有些探頭適用于低頻段(如幾十 kHz 到幾 MHz)，而有些則適用于高頻段(如幾百 MHz 到幾 GHz)。如果測試的設(shè)備可能存在多頻段的干擾，那么選擇寬頻帶的探頭會更加高效。其次，探頭的尺寸也很關(guān)鍵，小尺寸的探頭分辨率更高，能夠定位到更細微的干擾源，比如芯片引腳、細小的導(dǎo)線等;而大尺寸的探頭靈敏度相對較高，適合在較大范圍內(nèi)快速掃描，初步確定干擾源的大致區(qū)域。另外，探頭的阻抗匹配也不容忽視，良好的阻抗匹配可以減少信號的反射和損耗，保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

利用近場探頭定位干擾源

在使用近場探頭定位干擾源時，需要遵循一定的步驟和方法，以提高定位的效率和準(zhǔn)確性。

首先，進行初步掃描。將探頭連接到頻譜分析儀或 EMI 測試儀上，然后在設(shè)備通電工作的狀態(tài)下，手持探頭在設(shè)備表面緩慢移動，從整體上了解設(shè)備的電磁輻射情況，找出輻射較強的大致區(qū)域。在這個過程中，要注意保持探頭與設(shè)備表面的距離一致，通常建議距離在幾毫米到幾厘米之間，避免距離變化對測試結(jié)果產(chǎn)生過大影響。

其次，精準(zhǔn)定位。在初步確定的高輻射區(qū)域內(nèi)，使用小尺寸的探頭進行細致掃描。通過觀察頻譜分析儀上的信號強度變化，確定干擾源的具體位置。例如，當(dāng)探頭靠近某個芯片時，信號強度明顯增強，那么該芯片很可能就是主要的干擾源之一;當(dāng)探頭沿著導(dǎo)線移動時，信號強度出現(xiàn)波動，說明導(dǎo)線可能存在輻射問題。

開關(guān)電源EMI整改中，關(guān)于不同頻段的干擾原因及抑制方法：

一、1MHz以內(nèi)——主要是差模干擾

1、增加X電容量;

2、添加差模電感

3、PI濾波器可用于小功率處理(建議靠近變壓器的電解電容器可選用較大的)。

二、1MHz---5MHz---差模共模混合。在輸入端并聯(lián)一系列X電容器，濾除差模干擾，分析哪種干擾超標(biāo)并解決問題。

1、當(dāng)差模干擾超過標(biāo)準(zhǔn)時，可以調(diào)整X電容，增加差模電感來調(diào)整差模電感量。

2、如果共模干擾超過標(biāo)準(zhǔn)，可以增加共模電感，并選擇合理的電感來抑制共模干擾。民熔電氣的開關(guān)電源電路合理的設(shè)計加上優(yōu)異的電感。共同鑄就了民熔開關(guān)電源少見的EMI。而民熔電氣在降低EMI的同時也在追求更低的損耗。合理的電感利用，無不體現(xiàn)著民熔電氣的強大技術(shù)。

3、整流二極管的特性也可以改變，以處理一對快速二極管，如FR107和一對普通二極管接通整流二極管1N4007。

EMI少發(fā)的民熔開關(guān)電源

三、5m以上---主要干擾為共模干擾，采用抑制共模的方法。對于接地的情況，如果在地線上串繞一個磁環(huán)2-3匝，10MHz以上的干擾將大大減弱;靠近變壓器的鐵芯可以粘銅箔，銅箔是閉環(huán)的?？商幚砗蠖溯敵稣鞴芪针娐返某叽绾统跫壌箅娐返牟⒙?lián)電容。

四、對于20-30mhz，

1、對于一類產(chǎn)品，可以調(diào)整Y2對地電容或改變Y2電容的位置。

2、調(diào)整一次側(cè)和二次側(cè)之間Y1電容的位置和參數(shù)值。

3、在變壓器外部包銅箔，在變壓器最內(nèi)層加屏蔽層，調(diào)整變壓器繞組組別排列。

4、更改PCB布局。民熔電氣開關(guān)電源的部分類型型號，可以說是將PCB布局的部分發(fā)揮到了極致。合理細節(jié)的PCB布局，使民熔開關(guān)電源既有較低的EMI干擾，也有高效安全便捷適用廣的特點。而由于較低的EMI干擾等優(yōu)勢，民熔開關(guān)電源在市場中的巨頭地位愈發(fā)穩(wěn)固。

5、輸出線前連接有一個小型共模電感。

6、輸出整流器兩端并聯(lián)RC濾波器并調(diào)整合理的參數(shù)。

7、在變壓器和MOSFET之間增加束核。

8、在變壓器的輸入電壓引腳上加一個小電容。

9、MOS驅(qū)動電阻增加

電源

五、30-50mhz一般是由MOS晶體管的高速開關(guān)引起的。

1、提高MOS驅(qū)動電阻。

2、RCD緩沖電路采用1N4007慢管。

3、采用1N4007慢管解決VCC的供電電壓問題。

4、或在輸出線前端串聯(lián)的小型共模電感。

5、將一個小的吸收電路與MOSFET的D-S管腳并聯(lián)。

6、在變壓器和MOSFET之間增加束核。

7、在變壓器的輸入電壓引腳上加一個小電容器。

8、PCB核心布局時大電解電容，變壓器，MOS構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小。

9、由變壓器、輸出二極管和輸出平波電解電容組成的回路應(yīng)盡可能小。

六、50-100mhz一般由輸出整流管的反向恢復(fù)電流引起。

1、可在整流管上串磁珠。

2、調(diào)整輸出整流器的吸收電路參數(shù)。

3、可以改變y形電容支路的一次側(cè)和二次側(cè)的阻抗，如在管腳處增加梁芯或串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮琛?

4、還可以改變從輸出整流二極管主體到空間的輻射(如鐵夾，改變散熱器的接地點)。

5、增加屏蔽銅箔抑制空間輻射

一、EMI測試整改的重要性

EMI測試整改是在電子產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過程中，針對電磁干擾問題進行的專項改進工作。通過整改，可以有效降低產(chǎn)品在工作時產(chǎn)生的電磁輻射，減少對周邊設(shè)備的干擾，提高產(chǎn)品的電磁兼容性。同時，EMI測試整改也是產(chǎn)品通過國內(nèi)外電磁兼容性認(rèn)證的必要條件，對于產(chǎn)品進入市場具有重要意義。

二、EMI測試整改的問題識別與定位

在進行EMI測試整改之前，首先需要準(zhǔn)確識別并定位EMI問題。這通常包括以下幾個步驟：

1、進行詳細的EMI測試，記錄測試數(shù)據(jù)和現(xiàn)象;

2、分析測試數(shù)據(jù)，找出超標(biāo)頻段和干擾源;

3、通過近場測試、頻譜分析等手段，進一步定位干擾源的具體位置;

4、結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計圖紙和電路原理，分析干擾產(chǎn)生的原因。

三、EMI測試整改的方法

針對識別出的EMI問題，可以采取多種整改方法進行優(yōu)化。以下是一些常用的整改方法：

1、屏蔽技術(shù)：通過添加金屬屏蔽罩、導(dǎo)電涂層等方式，隔離干擾源與敏感電路，減少電磁輻射;

2、濾波技術(shù)：在電源線和信號線上添加濾波器，濾除高頻干擾信號，提高信號的純凈度;

3、接地技術(shù)：合理設(shè)計接地系統(tǒng)，確保設(shè)備各部分的電位一致，降低電磁干擾的影響;

4、布局優(yōu)化：優(yōu)化電路板和元器件的布局，減少不同電路之間的耦合和干擾;

5、軟件優(yōu)化：通過調(diào)整軟件算法和時序，減少設(shè)備在特定工作狀態(tài)下產(chǎn)生的電磁干擾。