打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例 

     3D打印，又稱立體打印、增材制造、積層制造，可指任何打印三維物體的過程。3D打印主要是一個不斷添加的過程，在電腦控制下層疊原材料。3D打印的內容可以來源于三維模型或其他電子資料，其打印出的三維物體可以擁有任何形狀和幾何特征。3D打印機屬于工業機器人的一種。

3D打印機整改前的測試數據  

整改分析

1、從測試數據看到主要分兩大部分的干擾：一是單個尖峰的窄帶CLK時鐘干擾，二個是相對較寬的步進馬達的脈沖干擾，初步分析主要是這兩個干擾源頭。

2、從電路結構分析主要是MCU控制、顯示屏顯示、flash數據存取、步進馬達的驅動主要騷擾源頭。

3、從機械結構上分析主要是線纜連接比較多且比較長，這樣也就產生了較多的等效輻射發射天線，給騷擾源的干擾信號提供了有效的干擾路徑。

整改方案  

1、在驅動馬達的輸出分別串聯共模電感。

2、顯示屏以及屏驅動相關CLK、IO、En、PWR等信號串聯R、Bead、C進行濾波及阻隔處理。

3D打印機整改后的測試數據  

EMC寄語

 隨著時代的發展，越來越多的電子、電氣設備或系統產品都需要進行檢驗檢測，其中EMC測試是必備的檢驗檢測指標之一。但EMC測試項目費用較貴，EMC實驗室造價昂貴，絕大部分測量設備又需要采用進口設備，導致很少檢驗檢測機構有能力建造EMC實驗室。產品的EMC性能是設計階段賦予的，一般電子產品設計時如果不考慮EMC因素，就會很容易導致EMC測試失敗，以致不能通過相關EMC法規的測試或認證。例如，產品設計研發工程師們根據需求，設計出效果良好的濾波電路，置入產品I/O(輸入/輸出）接口的前級，可使因傳導而進入系統的干擾噪聲消除在電路系統的入口處；設計出隔離電路（如變壓器隔離和光電隔離等）解決通過電源線、信號線和地線進入電路的傳導干擾，同時阻止因公共阻抗、長線傳輸而引起的干擾；設計出能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量；通過選擇元器件和合理安排的電路系統，使干擾的影響減少。

EMC技能:整改小技巧 

1、150kHz-1MHz，以差模為主，1MHz-5MHz，差模和共模共同起作用，5MHz 以后基本上是共模。差模干擾的分容性藕合和感性藕合。一般1MHz以上的干擾是共模，低頻段是差摸干擾。用一個電阻串個電容后再并到Y電容的引腳上，用示波器測電阻兩引腳的電壓可以估測共模干擾。

2、保險過后加差模電感或電阻。

3、小功率電源可采用PI型濾波器處理(建議靠近變壓器的電解電容可選用較大些)。

4、前端的π型EMI零件中差模電感只負責低頻EMI，體積別選太大(DR8太大，能用電阻型式或DR6更好)否則幅射不好過，必要時可串磁珠，因為高頻會直接飛到前端不會跟著線走。5、傳導冷機時在0.15MHz-1MHz超標，熱機時就有7dB余量。主要原因是初級BULk電容DF值過大造成的，冷機時ESR比較大，熱機時ESR比較小，開關電流在ESR上形成開關電壓，它會壓在一個電流LN線間流動，這就是差模干擾。解決辦法是用ESR低的電解電容或者在兩個電解電容之間加一個差模電感。

6、測試150kHz總超標的解決方案：加大X電容看一下能不能下來，如果下來了說明是差模干擾。如果沒有太大作用那么是共模干擾，或者把電源線在一個大磁環上繞幾圈， 下來了說明是共模干擾。如果干擾曲線后面很好，就減小Y電容，看一下布板是否有問題，或者就在前面加磁環。

7、可以加大PFC輸入部分的單繞組電感的電感量。

8、PWM線路中的元件將主頻調到60kHz左右。

9、用一塊銅皮緊貼在變壓器磁芯上。

10、共模電感的兩邊感量不對稱，有一邊匝數少一匝也可引起傳導150kHz-3MHz超標。11、一般傳導的產生有兩個主要的點：200kHz和20MHz左右，這幾個點也體現了電路的性能;200kHz左右主要是漏感產生的尖刺;20MHz左右主要是電路開關的噪聲。處理不好變壓器會增加大量的輻射，加屏蔽都沒用，輻射過不了。

12、將輸入BUCk電容改為低內阻的電容。

13、對于無Y-CAP電源，繞制變壓器時先繞初級，再繞輔助繞組并將輔助繞組密繞靠一邊，后繞次級。

14、將共模電感上并聯一個幾k到幾十k電阻。

15、將共模電感用銅箔屏蔽后接到大電容的地。

16、在PCB設計時應將共模電感和變壓器隔開一點以免互相干擾。

17、保險套磁珠。

18、三線輸入的將兩根進線接地的Y電容容量從2.2nF減小到471。

19、對于有兩級濾波的可將后級0.22uFX電容去掉(有時前后X電容會引起震蕩) 。

20、對于π型濾波電路有一個BUCk電容躺倒放在PCB上且靠近變壓器此電容對傳導150kHz-2MHz的L通道有干擾，改良方法是將此電容用銅泊包起來屏蔽接到地，或者用一塊小的PCB將此電容與變壓器和PCB隔開。或者將此電容立起來， 也可以用一個小電容代替。

21、對于π型濾波電路有一個BUCk電容躺倒放在PCB上且靠近變壓器此電容對傳導150kHz-2MHz的L通道有干擾，改良方法是將此電容用一個1uF/400V或者說0.1uF/400V電容代替， 將另外一個電容加大。

22、將共模電感前加一個小的幾百uH差模電感。

23、將開關管和散熱器用一段銅箔包繞起來，并且銅箔兩端短接在一起，再用一根銅線連接到地。

24、將共模電感用一塊銅皮包起來再連接到地。

25、將開關管用金屬套起來連接到地。

26、加大X2電容只能解決150kHz左右的頻段，不能解決20MHz以上的頻段，只有在電源輸入加以一級鎳鋅鐵氧體黑色磁環，電感量約50uH-1mH。

27、在輸入端加大X電容。

28、加大輸入端共模電感。

29、將輔助繞組供電二極管反接到地。

30、將輔助繞組供電濾波電容改用瘦長型電解電容或者加大容量。

31、加大輸入端濾波電容。

32、150kHz-300kHz和20MHz-30MHz這兩處傳導都不過，可在共模電路前加一個差模電路。也可以看看接地是否有問題，該接地的地方一定要加強接牢，主板上的地線一定要理順，不同的地線之間走線一定要順暢不要互相交錯的。

33、在整流橋上并電容，當考慮共模成分時，應該鄰角并電容，當考慮差模成分時，應該對角并電容。

34、加大輸入端差模電感。

2、產品電磁兼容騷擾源有：

1、設備開關電源的開關回路：騷擾源主頻幾十kHz到百余kHz，高次諧波可延伸到數十MHz。

 2、設備直流電源的整流回路：工頻線性電源工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數百kHz；開關電源高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數十MHz。

 3、電動設備直流電機的電刷噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數百MHz。

 4、電動設備交流電機的運行噪聲：高次諧波可延伸到數十MHz。

 5、變頻調速電路的騷擾發射：開關調速回路騷擾源頻率從幾十kHz到幾十MHz。

 6、設備運行狀態切換的開關噪聲：由機械或電子開關動作產生的噪聲頻率上限可延伸到數百MHz。

7、智能控制設備的晶振及數字電路電磁騷擾：騷擾源主頻幾十kHz到幾十MHz，高次諧波可延伸到數百MHz。

8、微波設備的微波泄漏：騷擾源主頻數GHz。

 9、電磁感應加熱設備的電磁騷擾發射：騷擾源主頻幾十kHz，高次諧波可延伸到數十MHz。

 10電視電聲接收設備的高頻調諧回路的本振及其諧波：騷擾源主頻數十MHz到數百MHz，高次諧波可延伸到數GHz。

11、信息技術設備及各類自動控制設備的數字處理電路：騷擾源主頻數十MHz到數百MHz（經內部倍頻主頻可達數GHz），高次諧波可延伸到十幾GHz。