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          打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例

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          打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例

          3D列印,又稱立體列印、增材制造、積層制造,可指任何列印三維物體的過程。3D列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列印的內容可以來源于三維模型或其他電子資料,其列印出的三維物體可以擁有任何形狀和幾何特征。3D列印機屬于工業機器人的一種。

          3D打印機整改前的測試數據

          打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例

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          打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例

          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

          打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例

          打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例

          打印機電磁兼容EMC輻射RE超標整改案例

          ——本案例來源于深圳市阿賽姆科技有限公司(https://emc.asim-emc.com/)

          • 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?;蛘邔⒋穗娙萘⑵饋?, 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。

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          0 條回復 A文章作者 M管理員
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