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汽車電子大電流注入BCI測試整改實例

嘉峪檢測網        2023-10-19 08:18

根據ISO11452-4國際標準,BCI(大電流注入)實驗目的是為了檢測電氣零部件是使用電流注入探頭將騷擾信號直接感應到線束上進行抗擾度試驗的一種方法,注入探頭為電流互感器,被測裝置的線束穿過其中。由于車輛內的線束是互相捆綁在一起的,而各個線束皆有各自的電流,線束間容易受到彼此的干擾,干擾會由線束端口或者空間輻射進入電子設備,影響設備正常工作。
 
1.產品信息
 
車載多媒體產品
 
2.測試要求
 
· CW和AM兩種調制方式;
 
· 測試模式是DBCI(排除地線以外的所有線束測試)和CBCI(所有線束測試);對應的測試頻率范圍是1MHZ-400MHZ;
 
· 注入電流最大為200mA,駐留時間為1s;
 
· 實驗等級為A:實驗前,實驗中,實驗后功能均正常。
 
3.問題及描述
 
測試設備是車載多媒體,實驗過程監測的主要功能包括:1.CAN通信功能;2.畫面顯示功能。
 
1)BCI 測試現象
 
CAN通信伴隨出現錯誤幀的現象。
 
2)BCI 測試場景
3)BCI測試等級
 
4.問題分析
 
針對該類問題:
 
1)我們首先從setup角度去分析。因為存在CAN報文報錯的現象存在,而CAN信號是通過光耦隔離接出實驗,然后在實驗室外用電腦監測報文信息,為了防止從產品CAN信號發出到實驗室外監測電腦的CAN信號接收這段線束受到干擾,我們將監測電腦移動到實驗室內,復測該實驗,產品的實驗現象跟之前一致。
 
說明并不是由外界因素引起CAN報文報錯,我們根據所觀測的實驗現象分析:畫面出現淺淡紋路,最常見的原因是負責視頻芯片供電的電壓不穩。我們分析產品系統框圖發現視頻解串器芯片和CAN芯片的電源都是由同一個電源芯片供電,而兩者在實驗過程中都出現了異常現象,是否有可能問題出在該電源芯片上。
 
 
帶著這樣的猜想,我們用示波器測試該電源芯片5V輸出信號。我們發現當實驗出現異常現象時,5V電源在受到干擾時會被拉低,
 
面對這個問題,我們嘗試將5V電源跟CAN芯片和視頻解串器芯片斷開,發現問題仍然存在,即5V電源仍然會被拉低,說明電源拉低不是由于CAN芯片和視頻解串器芯片所致,接下來,我們將5V電源跟其他負載斷開,發現5V的電源仍然存在這個問題,說明這個BCI干擾是影響到了電源芯片的工作,電源被拉低,可能的原因包括1.負載多大,被拉低;2.FB受到干擾,異常調節DCDC占空比;3.電感值過大,導致PID可以完成反饋調節,但是由于電感值太大,導致電流變化緩慢;4.電源芯片的EN受到干擾,異常控制輸出。我們針對以上幾種可能,依次debug,首先我們是在斷開負載的情況下進行測試的,電源仍然被拉低,所以原因1排除;
 
2)其次,我們嘗試將電感感值減小,對應目前的頻率設置,此時DCDC的頻率設置為500KHz,負載電流正常時800mA左右,我們計算所需要的電感值是多少:
 
L*di/dt=Vout
 
di=0.3*800mA=240mA,f=1MHz ,D=Vout/Vin=5/12, T=2us 
 
L*240mA/(2us*5/12)=5v,L=17uH,跟實際取值接近,排除可能原因3;
 
接著,我們測試EN和FB的電平,發現EN電平在受到干擾時穩定,FB的電平出現抖動,峰峰值最高達到了247mv,當FB反饋增加時,芯片會減小占空比,從而輸出電壓會降低,因為芯片的FB管腳是在受到干擾時,出現抖動的,原因可能是當干擾進入產品時,耦合影響到了FB信號,針對這個猜想,我們查看了開關電源這部分的Layout,
 
其中,紅色走線為FB的取電走線,FB的電壓取之于電感輸出端而不是電容輸出端,易受干擾,我們優化這部分layout,FB的電取之于后端的輸出電容
重新進行測試實驗時的FB波形,發現FB波形紋波峰峰值是20mv左右,同時BCI測試通過。
 

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來源:電磁兼容EMC

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