网口CE超标了~
前不久遇到一个网口传导测试超标的问题,今天在此分享下,希望各位能有所收获~
背景
在对量产产品EMC抽检时,发现网口CE测试在537KHz处超标2.84dB
因为是网口传导测试,所以首先检查与网口相关的链路,发现:电路中有一路5V电源距离网口较近,并且此路DC/DC的开关频率为580KHz,与测试报告中的频点相近,由此初步怀疑干扰源为此路电源。
验证
为了确定干扰源,我将此路5V的DC/DC由TI的TPS562208改为TI的TPS562201,干扰直接降低10dB,由此确定干扰源确实为此路电源。
这两款的DC/DC的其他参数基本一致,只是工作方式上有一点点差异(FCCM就是强制PWM模式,ECO是在轻载状态下为PFM模式,重载状态下为PWM模式)
ECO模式可以降低辐射的原理类似于展频技术:其工作频率会随着负载的改变而变化,所以其产生的辐射不会集中在580KHz,从而使辐射降低。
但需要注意的是,当此路电源工作在重载场景下,其又会工作在PWM模式,大概率还是会出现CE超标的情况。
因为我的产品中,此路电源是给外置USB口供电,所以任何的负载情况都有可能;此方式虽然有效,但不适用于我。
我们都知道,EMC整改的基本三要素就是:干扰源、干扰路径和被干扰源。
目前干扰源已经找到,既然上面的方式不适用,那我们只能从干扰路径或被干扰源想办法了。
其实干扰源端还有一个手段:就是将5V电源整体屏蔽;因为涉及到改版,我就没有优先考虑此方法。
因为网口走线是从芯片端出来,并且全部进行包地,且地平面完整,基本不太可能是走线被干扰;所以大概率是网络变压器被干扰。
查看PCB,发现L3层,有一小段5V电源走线经过了网络变压器底部,包地还算OK,但有可能是地平面存在干扰然后耦合到网络变压器,从而被带出网口;为了打消顾虑,还是割线验证下。
割断网络变压器底部投影区域的5V电源走线(从远离网络变压器的地方飞线)复测,指标无改善。
再次查看PCB板,发现5V的功率电感离网络变压器也非常近,很可能是功率电感与网络变压器的磁芯存在耦合。
在PCB板固定的情况下,首先可以通过将功率电感改成非屏蔽电感,看情况有没有恶化。
将电感改为更大尺寸的6.8uH非屏蔽电感复测,干扰上升6dB。
同样,我们也可以尝试将电感改为尺寸更小的一体成型电感,干扰直接降低9~10dB;
至此,问题解决。
结论
这个问题的根本原因是两个感性器件摆放过近,从而导致产生互藕的现象,所以这也是后续PCB layout需要特别注意的事情。并且其解题方案有多种,作为硬件工程师,更多地还是要兼容产品成本、交付等多方面来考虑问题。
这里提及的问题算是EMC中较简单的问题,这篇文章更多的是给各位提供解题思路,获得成长。
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