一、背景描述 按照汽车电子标准要求,车载设备需要满足相应的汽车电磁兼容标准要求,一般EMI需满足标准GBT 18655 Class 3等级要求。 客户系统现使用URB2405YMD-6WR3、B0560LS-1W应用于新能源汽车电池管理系统(BMS)中,对电源端口进行传导骚扰电压法、电流法测试时,均不能满足标准要求。为此,对设备的传导骚扰性能进行分析和整改。 图1 电压法原始测试结果 二、原因分析 根据初始测试结果发现,电压法、电流法低中高频均存在超标。现场对客户系统进行了测试方法与板级分析,分析结果如下: 1、测试方法:
按照电压法测试方法,LISN与EUT的电源连接线长为200mm+200mm(如图3中的“6”),而客户端初始测试时,线长有几米长度,不符合标准测试条件。 图2 电压法测试布置图 2、输入滤波:
根据URB2405YMD-6WR3技术手册推荐电路,此电路满足信息技术设备EN 55022标准的EMI Class B等级要求,测试频率0.15MHz-30MHz。而汽车电子GBT 18655标准的测试频率为0.15MHz-108MHz,同时汽车电子的Class 3级的限值远远比信息技术设备的Class B限值要低。因此在进行滤波电路设计时,考虑到的需要更多,而且要兼顾输入与输出滤波。 图3 电源原始滤波电路 从图3可以看出,整个系统输入端、输出端只有简单的电容与差模电感滤波,很难满足汽车电子标准要求。 3、PCB布局:
从整个设备可以看出,输入端滤波电路的整个地是一大块,各种信号共一个地,重点是未经过滤波电路,因此此电路布局方式容易导致滤波电路失效或弱化滤波效果。 三、整改过程 根据原因分析,并结合以下改善方法: 1、完善测试方法,将电源线设备在400mm左右; 2、通过割板,将输入地进行分割(无法完全分割),在输入端增加如图5滤波电路; 3、在URB2405YMD-6WR3的输入正与输出正、输入负与输出负各增加一个1nF/2KV
1206 的陶瓷电容;
4、在输入电源线上套磁环。 图4 整改输入滤波电路 图5 整改后电压法测试结果
从图5可以看出,结合上述四个措施后,电压法测试可以满足汽车标准GBT
18655 Class 3级要求(由于增加外围电路后无法使用金属外壳,所以测试结果是裸板测试)。 四、整改总结 1、测试方法:汽车电子传导骚扰电压法、电流法及辐射骚扰测试,测试布置均存在较大区别,同时不同的测试布置对测试结果会产生较大的影响,因此,进行测试时应严格按照标准布置进行测试。 2、滤波电路:汽车电子EMI等级相对信息技术设备标准,限值要求低很多,因此,在进行EMI滤波电路设计时,需要考虑的多一些。针对滤波电路的设计,可以参考整改过程中的第2、第3点,同时由于整个设备的信号线与电源线绑在一起,因此建议在URB2405YMD-6WR3的输出端增加一个共模电感进行滤波处理,减小噪声通过输出耦合。
3、PCB布局:滤波电路布局时,尽量走直接方式,同时如果其他信号要与电源共地,需要经过滤波电路之后再与地相连接,避免滤波电路失效。 |
请发表评论