在电源正负极加共模滤波器，如何防止噪声通过低阻抗线路辐射出来

一、前言

伴随着电磁兼容技术在国内的不断发展，狭小的汽车空间内却集成了大量的电子设备，如导航仪、汽车音响、倒车雷达和安全气囊等电子集成系统,这些电子设备都有可能向周围发射不同波段的干扰信号。 例如,当行车至高压电力线下时，由于车载电子控制电路受到干扰而导致操作的无效，轻则影响驾乘人员的体验度，重则造成车毁人亡的事故。 所以汽车电子的相关测试在保证汽车行驶安全的工作中，扮演着越来越重要的角色。

二、测试标准

传导发射(Conducted Emission)，简称CE，也被称为传导骚扰，是指电子、电气设备或系统内部的电压或电流通过信号线、电源线或地线传输出去而成为其他电子、电气设备或系统干扰源的一种电磁现象。传导发射分两种测试模式，我们称为电流法和电压法，今天我们主要了解一下电流法，主要测量频率在0.15MHz到245MHz。

三、 案例

1.数据分析

这是一款车载产品，目前测试不通过的项目是电流法，测试标准是CISPR 25-2016 ，按照标准进行摆放测试，我们得到下面的数据：

从数据上看，高频部分数据比较差，本身的测试频段没有到GHz，更多的是电源包络而非数据包络。

2. 验证方案

我们已经知道问题是电源噪声，这个时候可以取出我们的验证神器磁环。在判断问题中，我们可以使用磁环来验证噪声类型及辐射路径，加磁环后测试如下所示:

正常来说磁环围绕线绕一圈效果会更好，考虑到电流法测试有线束长度要求，绕一圈线束会增加一定的线长，可能导致测试结果偏差，所以直接扣上去看效果，目前看来，超标的频段噪声属于共模噪声。

3、 验证措施

前面我们已经用确定了噪声通过线束传出来被电流探头捕捉到，同时共模滤波器可以有效的降低共模噪声超标问题。到此我们直接加共模就好了，可是加完共模后测试数据如下：

从数据上看，共模有效果但是远远没有达到磁环的效果，这种情况说明噪声还是通过线束出来了，但是我们在电源正负极加了共模，理论上是已经不会有噪声了，这是为什么?车载电源除了正极还有一个ACC的信号，刚刚的措施只对正负极ACC没有加东西，所以在ACC上加点什么可以把数据降下来?

上面的措施就是最终给出的方案，在电源正负极加共模滤波器，ACC信号线加磁珠，防止噪声通过低阻抗线路辐射出来。

4. 结论

一般来说ACC信号不会有那么大的噪声，造成这种情况只能是耦合到了电源的噪声，这种情况我们除了外围的一些整改措施，还有一种解决方案就是在Layout的时候注意走线位置，避免一些辐射能力强的地方如：晶振、电感、开关芯片等周边。

原因分析

1. 滤波不足?

原理图设计320VDC，220VAC端口内部已有两级滤波;整改测试时，已在320VDC，220VAC外部再加两级滤波(无近场耦合问题);根据滤波电路插损性能评估以及同类问题的整改经验，CLASS 3应该绰绰有余;故非滤波电路插损不足导致干扰超标。

2. 近场耦合?

在320VDC，220VAC端口分别外挂两级滤波，CE电流法测试有部分改善，但问题未彻底解决;因滤波板放置在EUT外部，EUT为金属外壳并接地;故非近场耦合导致干扰超标。

3. 回路分析

将电流探头穿过1.5m线缆，线缆与EUT无电气连接关系，EUT正常工作，测试情况如下：

表 5 孤立线缆CE电流法测试数据

测试布置示意图测试数据

线缆双端悬空

线缆单端接地

线缆双端接地

结论：

1)线缆悬空&单端接地，高频段超标，原因：EUT干扰空间耦合;

2)线缆双端接地，低频段超标;铜板地存在高噪声->两接地点之间有电位差->线缆上有干扰电流。

通过测试定位发现CE电流法超标和PE有很大关系，推测干扰可能通过Y电容回流到PE。核查原理图和PCB设计，发现PFC电路BUS电容正负分别对PE有跨接Y电容;尝试将Y电容去掉，CE电流法测试PASS且余量足够。

无桥PFC电路，设备正常工作时，理想情况下BUS正为400VDC，设备带满载实际存在较大的纹波电压，因Y电容存在，两Y电容中间点即存在200VDC脉动的电压，在此Noise源驱动下，Noise->两Y电容中点-> EUT机壳地 -> 铜板地 -> LISN ->滤波电路-> 无桥PFC电路->BUS正->BUS电容->BUS负，干扰回路如下图所示;铜板地存在较大的干扰电流，CE电流法测试，只要和PE有关联即存在测试超标。

图 3 干扰回路示意图