电磁兼容故障诊断与整改

发布日期:2010.09.14

       电磁兼容故障诊断与整改是一项复杂的系统工程,主要表现在其故障现象多样,产品的电气、结构、材料、设计等诸多影响因素相互关联,整改手段差异性很大,对技术人员能力要求较高,所以需要丰富的设计经验和良好的测试能力作为保证。往往结果就是很小的一个因素,但需要经历曲折的过程。
      电磁兼容的整改有其客观规律可循,欲速则不达,这就要求技术人员除具有多方面的经验积累之外,必须有信心,更耐心,能细心,多思考,重交流,使得每一次成功的整改实践都会留下珍贵的经验。这里从四个阶段简述故障诊断与整改的完整过程。

一、确认现象

      根据电磁兼容测试的结果,对故障现象进行核实和确认,为随后的故障诊断分析打下坚实基础。这个环节很重要,技术人员不能忽略每一个细节,包括测试报告的图/表、测试配置/布置的照片、测试过程的记录、出现故障时的工况,以及试验过程中出现的其它现象。避免由于测试配置/布置不合理、测试状态设置不对等人为因素,将不正确的试验结果当作故障进行处理,耗时误工。另外,在可能的情况下,复现一下故障现象(许多时候是很难复现的),补充一些细节。

      这一阶段可以保证有的放矢,避免盲目动手,徒劳无功。

二、诊断分析
      确认现象之后,即转入诊断分析阶段,这是整改对策实施的前提。
      首先从接地、屏蔽和滤波几方面对产品的壳体屏蔽、电源/信号端口的接地/滤波,以及测试布置中的接地情况进行排查,查找是否有明显的电气布置错误,或者明显的设计缺陷,排除这些显而易见的影响因素,避免想当然的采取整改措施。在实践中,有过类似的许多案例,折腾了大半天,最后才“偶然”发现是一个接口连接松动,或者接地方式不对,实际上根本不用去进行那么多的整改工作的。
       排除明显因素后,才进入真正的整改环节。电磁兼容问题离不开干扰源、干扰途径和干扰宿三要素,所以在确认故障现象之后,就需要从这三方面逐步进行细致的分析。同时,现象也无外乎传导和辐射两大类,主要涉及电源和屏蔽方面。除了PCB板级设计之外(PCB板级可以划为另一专属领域,需要更多的设计经验),一般的传导类现象都归结到线缆,或者内部的开关电源等模块,辐射类现象都归于线缆耦合发射和壳体泄漏等方式,而干扰产生方式就是传导、耦合和辐射。
       之后,就需要从传导,或者辐射的相关影响要素进行深入的分析了。此时需要将测试方法/原理与产品的设计/功能结合起来,逐项进行分析,基本上采取排除法,最后归纳出一项或这几项可能的原因,再针对性的拿出可实施的整改方案。
在这个过程中,经验是很重要的,但切忌盲目套用经验,因为往往同样的现象,在不同的对象上有不同的原因,有时即使同类型的对象,也会是不同原因所致。

三、试验验证
       按照诊断分析中确定的整改方案实施试验,试验所采取的方式主要是接地、屏蔽和滤波。这时可能用到一些整改对策元器件,如电容、电感、滤波器、磁环/磁珠、导电胶带、衬垫等等,从相关频率、电气特性、物理尺寸等要素有针对性的选取。
       试验可能只需要一两次,可能需要许多次,原则是先易后难、先做调整后增器件。即先从结构调整开始,对接口、端子、线缆等进行屏蔽/接地、布局更改等方式,其后再有针对性的选择滤波器等器件,最后才涉及到模块和板级的设计更改。
       这一阶段,主要的工作将由电磁兼容测试人员实施,有经验的测试人员会给出建设性的意见,非常有助于问题的解决。如果产品开发人员具备一定的电磁兼容测试经验,那就最好不过了。

四、完善方法
       通过试验验证某一整改措施有效之后,往往整改就此结束了。这里建议,对整改工作的细节进行总结,完善之后,形成正式的、可操作性的、固化的产品加固方案,使得后续产品都能规避同样的电磁兼容风险,同时将经验积累下来,为今后产品的设计开发提供电磁兼容性能保障。




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