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便携式音频产品EMC案例1

便携式音频产品EMC案例1

实际的产品开发中,便携式产品的 EMI 测试是用适配器给产品充电,有其他外接设备连接也需要在测试时接上。下面以一个实际产品的开发为例,说明这类产品设计的 EMI 设计要注意的问题,以及遇到辐射发射超标,如何来分析问题产生的原因。并找出解决问题的办法。

音频产品供电回路

如下图 1 是一个 Audio 产品的电源部分的原理图,这个产品有一个 charger 芯片 BQ24133,在这个应用中设置最大充电电流 2A。有一个 Boost 芯片 LM3478,把电池电压升压到 10V 给 Audio 芯片供电,满载电流 1A,另外一个 Boost 芯片 LM3478,把电池电压升到 5V,给 iphone 或者 ipad 充电,最大电流2A。适配器的直流输出线规格是 1.5 米,手机充电的电源线约 0.5 米,整个 PCB 板面积大概12mm×8mm,设计为两层板。

便携式音频产品EMC案例1 博主推荐 第1张

EMI 问题的产生

这类便携式产品要求通过标准 EN55022,Class B。这个产品的初版样机在辐射发射测试时(未接手机),辐射发射 30M 到 300M 频段严重超标,在 200MHZ 左右,超标 20DB 以上。

分析辐射发射超标的原因:

首先,先分析辐射超标产生的原因,我们知道 EMC 三要素,骚扰源,耦合路径和敏感设备。这个产品中开关方式工作的器件无疑是骚扰源,也就是 BQ24133(开关频率 1.6MHZ)和两个 LM3478(开关频率400KHZ)。再看耦合路径,30M 到 300M 频段对应的波长是一米到十米,如果要发射一定波长的电磁波,需要一根发射天线,成为天线的必要条件是长度至少要大于波长的二十分之一,当天线是电磁波半波长的整数倍时,发射功率最大。满足以上条件能成为天线的导线就是几根外接线,最有可能的是适配器的直流电源线和地线。

分析 layout 设计,发现产品设计时,只用了一个地,在整个 PCB 的两层均大面积铺地,并且与适配器的地线连接在一起,加上手机的充电导线,构成一根超过两米长的地线。

另外BQ24133 充电电路和两个 LM3478 的升压电路底下也是大面积的铺地,造成高频干扰直接耦合到地平面,通过长的地线发射出来。

解决问题的办法:

针对以上分析,做了整改。由于是便携式音频设备,没有 PE 线,无法使用 Y 电容,客户也不希望使用共模电感增加成本,所以主要优化 layout。采取了以下措施:

(待续)

注: 来自于网络整理

 

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本文标题:便携式音频产品EMC案例1
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