電快速瞬變脈沖群抗擾度解決方法

中心議題：

• 手機電磁兼容測試標準
• 抗擾度試驗問(wèn)題及解決方法

解決方案：

• 前期設計時(shí)未考慮電快速瞬變脈沖群抑制功能
• 選用性能可靠的關(guān)鍵器件
• 重點(diǎn)考慮抑制電快速瞬變脈沖群干擾

隨著(zhù)手機使用的普及和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，辦公室、機房、公共場(chǎng)所，電子產(chǎn)品無(wú)處不在，這些產(chǎn)品處于此種復雜化的電磁環(huán)境中，彼此正常工作顯得尤為重要，而手機在此環(huán)境中能夠正常工作且不會(huì )影響其它設備，其電磁兼容性尤為重要，因此必須對手機進(jìn)行電磁兼容性進(jìn)行測試，來(lái)保證手機的電磁兼容性能。

手機電磁兼容測試標準

不同制式的手機電磁兼容測試時(shí)，選擇不同的行業(yè)標準，依據的基礎標準相同，見(jiàn)下表1。

表1手機電磁兼容測試標準


對于手機電磁兼容測試，下面是對于易出現問(wèn)題項目的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗進(jìn)行的描述。
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗問(wèn)題及解決方法

1.電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗相關(guān)問(wèn)題的具體情況

電快速瞬變脈沖群產(chǎn)生的原理：當電感性負載（如繼電器、接觸器等）在斷開(kāi)時(shí)，由于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開(kāi)處產(chǎn)生的瞬態(tài)騷擾。當電感性負載多次重復開(kāi)關(guān)，則脈沖群又會(huì )以相應的時(shí)間間隙多次重復出現。這種瞬態(tài)騷擾能量較小，一般不會(huì )引起設備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會(huì )對移動(dòng)電話(huà)機的可靠工作產(chǎn)生影響。

該試驗是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到移動(dòng)電話(huà)機的電源端口的試驗。試驗脈沖的特點(diǎn)是：瞬變的短上升時(shí)間、重復出現和低能量。該試驗的目的就是為了檢驗手機在遭受這類(lèi)暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。一般認為電快速瞬變脈沖群之所以會(huì )造成手機的誤動(dòng)作，是因為脈沖群對線(xiàn)路中半導體結電容充電，當結電容上的能量累積到一定程度，便會(huì )引起手機的誤操作。具體表現為在測試過(guò)程中移動(dòng)電話(huà)機通信中斷、死機、軟件告警、控制及存儲功能喪失等。

2.電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗相關(guān)問(wèn)題的分析

電快速瞬變脈沖波形通過(guò)充電器直接傳導進(jìn)手機，導致主板電路上有過(guò)大的噪聲電壓。當單獨對火線(xiàn)或零線(xiàn)注入時(shí)，盡管是采取的對地的共模方式注入，但在火線(xiàn)和零線(xiàn)之間存在差模干擾，這種差模電壓會(huì )出現在充電器的直流輸出端。當同時(shí)對火線(xiàn)和零線(xiàn)注入時(shí)，存在著(zhù)共模干擾，但對充電器的輸出影響并不大。造成手機在測試過(guò)程中出現問(wèn)題的原因是復雜的，具體表現為：

1)前期設計時(shí)未考慮電快速瞬變脈沖群抑制功能，沒(méi)有添加相關(guān)的濾波元器件，PCB設計綜合布線(xiàn)時(shí)也沒(méi)有注意線(xiàn)纜的隔離，主板接地設計也不符合規范，另外關(guān)鍵元器件的也沒(méi)有采取屏蔽保護措施等；

2)生產(chǎn)廠(chǎng)在元器件供應商的選擇上沒(méi)有選用性能可靠的關(guān)鍵器件，導致測試過(guò)程中器件老化或者器件失效，從而容易受到電快速瞬變脈沖的干擾；

3)在整機生產(chǎn)組裝過(guò)程中，加工工藝及組裝水平出現的問(wèn)題可能會(huì )導致產(chǎn)品一致性不好，個(gè)別送檢手機存在質(zhì)量問(wèn)題；

4)檢測過(guò)程中由于其他測試項出現問(wèn)題導致整改，可能由于整改方案的選擇會(huì )影響到電快速瞬變脈沖群測試不合格。

3.電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗相關(guān)問(wèn)題的改進(jìn)建議

針對電快速脈沖群干擾試驗出現的問(wèn)題，主要可以采取濾波及吸收的辦法來(lái)實(shí)現對電快速瞬變脈沖的抑制。

1)在手機設計初期就應重點(diǎn)考慮抑制電快速瞬變脈沖群干擾設計：

在PCB層電源輸入位置要做好濾波，通常采用的是大小電容組合，根據實(shí)際情況可以酌情再添加一級磁珠來(lái)濾除高頻信號，盡量采用表面封裝；
盡量減小PCB的地線(xiàn)公共阻抗值；
PCB布局盡量使干擾源遠離敏感電路；
PCB的各類(lèi)走線(xiàn)要盡量短；
減小環(huán)路面積；
在綜合布線(xiàn)時(shí)要注意強弱電的布線(xiàn)隔離、信號線(xiàn)與功率線(xiàn)的隔離，綜合布線(xiàn)是系統很重要的一個(gè)設計組成部分，一個(gè)糟糕的綜合布線(xiàn)格局很可能斷送一個(gè)設計精良的PCB的穩定性；
關(guān)鍵敏感芯片需要屏蔽；
軟件上應正確檢測和處理告警信息，及時(shí)恢復產(chǎn)品的狀態(tài)；

2)元器件的選擇上應使用質(zhì)量可靠的芯片，最好做過(guò)芯片級的電磁兼容仿真試驗，質(zhì)量可靠的充電器、數據線(xiàn)及電池的選用可提升對電快速瞬變脈沖信號的抑制能力；

3)廠(chǎng)家在組裝生產(chǎn)環(huán)節中應嚴把質(zhì)量關(guān)，做好生產(chǎn)工藝流程控制，盡量保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，減少因個(gè)別手機質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的測試不合格現象；

4)EFT測試過(guò)程中如出現問(wèn)題，可采用在充電器增加磁環(huán)或者電快速瞬變脈沖群濾波器的方法進(jìn)行整改，選用磁珠的內徑越小、外徑越大、長(cháng)度越長(cháng)越好；采用加TVS管的整改方法作用有限；

5)根據最新GB/T17626.4-2008標準要求，重復頻率將增加100kHz選項，將會(huì )比5kHz更為嚴酷，希望廠(chǎng)家及早重視進(jìn)行相關(guān)的電快速瞬變脈沖群測試防護工作。