某車燈產品，在DBCI試驗項目中，當注入干擾頻率在20－30MHz之間，電流在200mA等級時，日行燈出現變亮和閃爍的故障現象。

根據樣機電路原理圖，基本控制原理如下圖1所示，由MCU輸出PWM方波控制信號至電源模塊的使能輸入端口，通過不同的占空比控制電源輸出，從而實現LED燈組的亮度調節和閃爍等。

圖1

測試過程中，當樣機受到干擾出現變亮故障時，LED燈組的開關波形高電平時間變長，高電平占空比增加，LED亮度增加。干擾結束后，樣機自動恢復正常工作狀態。通常DC-DC電源是相對獨立的電路，輸入/輸出均設計有濾波電路，對于差模和共模器噪聲的抑制能力比較強，自身受外部干擾的可能性較低。BCI測試原理是通過電流耦合鉗將電磁噪聲注入到樣機線束上，外部線束就成為了噪聲的傳導路徑。該樣機中，開關電源的工作狀態受MCU控制，著重分析和排查MCU與外部相關的線束。通過原理圖分析，樣機的一故障反饋信號線通過一個三極管與MCU的IO口進行連接，導致了外部噪聲信號通過信號線直接對MCU形成干擾。

干擾機理分析:

BCI測試系統主要由信號源、功率放大設備、功率計、電流耦合鉗及控制軟件組成。根據電磁理論和原理，電流鉗產生一個感應磁場 ，當有導體通過該感應場時，導體上就會產生感應電壓，如果該導體具有一個閉合回路，就會形成感應電流，導體上感應電流的大小，除了與感應磁場的強度相關外，還與導體閉合回路的阻抗相關，當感應磁場恒定不變時，導體閉合回路阻抗越小，形成的感應電就越大。對于BCI試驗的解決方案而言，切斷耦合路徑和提高回路阻抗是預防和解決干擾的重要手段。BCI測試方法中，其注入方式分為兩種：一種是共模注入方式CBCI，一種是差模注入方式DBCI。

圖2 BCI替代法校準原理

BCI試驗系統的基本組成及校準原理，如圖2所示。由功放通過定向耦合器向注入鉗輸出功率，再由校準裝置進行耦合感應，校準裝置端接50Ω負載，另一端輸出至分析設備，讀取注入參數。

圖3 CBCI測試布置

圖4 DBCI測試布置

如上圖3、4所示，BCI的測試布置中，EUT端被注入線束的阻抗并不是固定的50Ω，不同的EUT，不同功能的端口，其阻抗均是不定的，同時阻抗也會隨頻率的變化而不同。在校準系統中，采用50Ω的模擬負載阻抗，默認EUT端口阻抗為50Ω，其主要的目的是達到校準參數的一致性及測試結果的一致性。據此可知，在實際的測試案例中，EUT被注入線束上所感應到的電流并非校準系統中所標定的電流，真實的電流感應值與端口的阻抗成反比關系。

圖5 差、共模示意圖

在共模注入CBCI和差模注入DBCI中，所注入電流的能量和干擾路徑是不同的，兩種試驗結果也會產生較大差異。如圖5所示，差模注入（DBCI）的特征是噪聲在線束與線束之間形成回路，回流路徑基本是阻抗較低的線束或通路，通常是地線。共模注入（CBCI）的特征是噪聲在線束與地之間形成回路，通過空間耦合與地形成回路。從上圖中可以看出差模與共模整個回路是完全不同的，即使是同一被測樣品，兩種測試方法，也可能存在不同的試驗結果。

解決思路： 

圖6 阻抗模型

上圖6為阻抗分析的簡易模型，R3為人工電源網絡，阻抗為ZL3，R2為端口線束對地電阻，阻抗為ZL2，R1為負載電阻，阻抗為ZL1，設定阻抗ZL1 << ZL2、ZL3，在線路中注入交變能量時，由于ZL1阻抗較小，線路中的交變能量轉換為電流流過R1，由于注入線束與其它線束（線與線、PCB走線與PCB走線）之間存在分布參數（分布電容、分布電感），當注入頻率達分布電容、分布電感的諧振頻率時即形成耦合通路。如果要泄放耦合到的交變能量，可以通過設定一個更小的阻抗回路進行轉移泄放，或者將ZL1的阻抗增大，減小閉合回路中的電流。ZL2為近端泄放路徑的阻抗，ZL3為遠端泄放路徑的負載阻抗，C為等效電容，L為等效電感，在不考慮交變能量方向性的情況下，最終注入線束中總阻抗Z即為：

總阻抗Z ＝ （R1//R2//R3）+ j（XL-XC）

根據上述理論，可在不影響樣機正常功能的前提下，對地并聯一定參數的電阻或電容，對噪聲電路進行旁路處理，從而降低R1上的感應電流，使交變噪聲能量在就近端口回流至地，減小耦合能量，提高電路的抗擾能力。

樣機整改方法：

如下圖7所示，在信號線輸出端口增加一級RC吸收電路，目的為噪聲提供一個低容性回路，將線束上的交變能量就近進行泄放，使噪聲電路不再通過IO電路被注入到MCU形成干擾。

圖7 樣機整改對策

總結：

對于BCI大電流試驗失效的整改，工程師需要了解其干擾機理，定位其干擾路徑、分析其受擾電路或模塊，才是解決問題的關鍵。屏蔽、接地、旁路、去耦、阻抗調整、數字濾波等都是解決電磁干擾的有效手段。在行業中，衡量一套電磁兼容解決方案是否優秀的標準，即是采最簡單的電路、最低廉的成本和最有效的測試結果，往往整改方案越簡單，實現起來就越容易，就越容易達成解決問題的目的。

廣州順泰在EMC測試、認證服務方面，擁有專業的技術專家團隊，可一對一幫助客戶解答和攻克EMC設計難關，能夠為乘用汽車、各類電動車、摩托車及其電子部件產品提供專業、高效的電磁兼容解決方案。