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    1. 蘇州萊瑞測信息科技有限公司

      泳池清潔機器人的EMC問題整改分享

      ?? 2024-05-15 安規與電磁兼容網韜略科技370
      本文導讀:某客戶已經接到了來自國外的大批量訂單,目前僅有EMC問題沒解決完,只需要解決掉EMC問題,就能夠直接大批量生產,向國外客戶交付機器。該品牌的泳池清潔機器人初始測試數據如下所示:EMI超標測試數據拿到數據的第一

      某客戶已經接到了來自國外的大批量訂單,目前僅有EMC問題沒解決完,只需要解決掉EMC問題,就能夠直接大批量生產,向國外客戶交付機器。該品牌的泳池清潔機器人初始測試數據如下所示:

      EMI超標測試數據

      拿到測試數據的第一步就是分析數據,首先從數據中可以看出該機器的輻射噪聲較高,超出Limit值將近17db,電源噪聲和電機噪聲同時存在,至于還有沒有其它模塊的噪聲干擾,暫時不能知道。俗話有說:“工欲善其事,必先利其器”,所以我們不要著急去進行整改,盲目整改只會讓自己摸不著頭腦,浪費時間,我們應該先把機器的各個功能模塊熟悉一遍,理清機器的架構,再開始進行EMC問題的整改。下圖是本次案例分享的泳池清潔機器人的架構。

      從架構中可以看出,板子上強干擾源不多,BUCK電路,電機驅動電路和電機本身,電池充電電路這三個模塊可以算強干擾源,其它模塊基本都是一些檢測信號,反饋信號之類的低功耗電路,我們先著重于上面分析出來的三個強干擾源模塊,若整改完這三個模塊還不能解決問題,再去研究其它模塊。由于本次的機器較為特殊,需要在水下工作測試,導致我們無法用頻譜儀對其進行噪聲源定位,所以理清機器架構后再進行整改顯得尤為重要。

      1.下圖為兩個排水電機的驅動模塊:

      排水電機的驅動模塊

      從圖中可以很明顯地看出共模電感的layout不合理,共模電感的位置距離端口過遠,通過查看PCB還發現共模電感的下方也沒有去掉覆銅,導致共模電感失效,所以我們在整改的時候把共模電感移到了線束上,等問題解決完再一起改板。另外可以從圖中看出MOS管處是沒有做濾波處理的,所以我們在MOS這里的DS之間也增加了RC濾波,電阻選擇10Ω,電容選擇10nF。

      2.理完電機驅動之后我們接著看電機本身的問題,我司有一款產品BDL專門用來濾除電機的干擾噪聲,我們先給電機加上BDL,另外由于排水電機是單向工作的,所以我們可以選擇在電機正負極之間并聯一個二極管來吸收反向電動勢,電機整改完圖片如下,兩個黃色圈圈內為所做措施:

      3.處理完電機部分我們接著看BUCK電路的問題,我們在看BUCK電路的原理圖部分時發現該電路的濾波電容過少,且參數不對,所以我們在BUCK電路的輸入輸出部分都增加1nF和100nF電容進行濾波,另外二極管的兩端增加了RC濾波,電阻選擇5.6Ω,電容選擇1nF,另外BUCK電路的回路也可以做優化,PCB Layout優化推薦如下圖:

      PCB Layout優化電路

      PCB Layout優化電路

      4.最后剩下一個前面分析的電池模塊的問題,我們選擇了在電池包輸入到板子上的電源線繞磁環。

      做完以上措施,我們把機器和水箱拿到實驗室里面進行測試,測試照片如下:

      最后機器在正常工作模式下測試通過,下圖為最終的測試數據:

      加了對策后的測試數據

      總結

      我們在拿到機器時先不著急進行整改,先把機器的架構理清進行分析,然后再開始整改往往能達到事半功倍的效果。

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