EMC DEBUGGING GUILDE : REDUCE CONDUCTED EMISSION

 Language : Vietnames

Hướng Dẫn Gỡ Lỗi EMC: Phương Pháp Tối Ưu Hóa và Triệt Tiêu Nhiễu Dẫn 

Là một kỹ sư chuyên về điện tử, bạn hiểu rằng EMC không chỉ là vấn đề tuân thủ tiêu chuẩn mà còn là yếu tố then chốt đảm bảo hoạt động ổn định của sản phẩm. Dưới đây là hướng dẫn gỡ lỗi EMC được xây dựng dựa trên kinh nghiệm thực tế, cung cấp một lộ trình kỹ thuật chi tiết giúp bạn chẩn đoán và khắc phục các vấn đề EMI một cách hiệu quả.

1. Thiết Lập Thử Nghiệm 

Thử nghiệm đo nhiễu dẫn tại cổng nguồn dải tần (150 kHz - 30 MHz)
1.1 Trang thiết bị sử dụng
    - EMI test receiver 
    - LISN (Two Line V Network)
    - Cable 
1.2 Bố trí thử nghiệm

Bố trí thử nhiệm nhiễu dẫn tại cổng nguồn (CISPR 32) 
- Thử nghiệm được tiến hành trong buồng chắn nhiễu
- Thử nghiệm được tiến hành ở dải tần số từ 150 kHz đến 30 MHz.
- EUT được đặt trên tấm gỗ ở độ cao 0,8 m tính từ sàn
- EUT được nối với nguồn điện lưới qua một mạng ổn định trở kháng đường dây

1.3 Giới hạn

                                Giới hạn đo nhiễu dẫn của thiết bị đa phương tiện loại B ( CISPR 32)

1.4 Đánh giá kết quả
- Kết quả tại tần số 150 kHz - 30 MHz thấp hơn giới hạn ở mục 1.3 thì sản phẩm đạt yêu cầu
Sản phẩm đã không vượt qua bài kiểm tra nhiễu dẫn tại cổng nguồn dải tần 150 kHz - 30 MHz

2. Phát Hiện và Xác Định Nguồn Gốc Nhiễu

  • Phân Tích Và Đánh Tín Hiệu Nhiễu :
    - Sử dụng các công cụ đo hiện đại để thu thập dữ liệu về các tần số nhiễu.
    - Phân tích kết quả đo để xác định mức độ nhiễu của từng thành phần trong hệ thống

                                                                                          Thử nghiệm nhiễu dẫn cho mạch SMPS 

3. Triển Khai Giải Pháp Khắc Phục

  • Điều Chỉnh Thiết Kế Mạch:

        3.1 Sử dụng Bộ Lọc EMI (EMI Filter):

  • LC Filter: Kết hợp cuộn cảm (L) và tụ điện (C) để lọc nhiễu ở cả chế độ thông thường (differential mode) và chế độ chung (common mode). Tụ điện thường được đặt càng gần cổng nguồn càng tốt để hấp thụ các xung nhiễu tần số cao.

        3.2 Áp Dụng Common-Mode Choke:

  • Các cuộn cảm dạng common-mode choke được lắp trên cả hai đường nguồn và giúp chặn các tín hiệu nhiễu chung (common-mode noise) đi vào hệ thống, trong khi vẫn cho phép tín hiệu nguồn thông qua.

        3.3 Tối Ưu Bố Trí PCB:

  • Giảm vòng lặp (loop area) giữa các đường mạch nguồn và đường đất, đảm bảo các linh kiện lọc (như tụ điện và cuộn cảm) được đặt gần nguồn và giao điểm của mạch.
  • Sử dụng đường mạch ngắn, rộng và có khoảng cách hợp lý để giảm thiểu nhiễu crosstalk.

        3.4 RC Snubber:

  • Ở một số trường hợp, việc thêm RC (Resistor-Capacitor snubber) giúp giảm các xung điện không mong muốn phát sinh do chuyển mạch, từ đó giảm nhiễu dẫn.

        3.5 Cách Ly và Chia Vùng Đất:

  • Phân chia vùng đất (ground plane) cho các mạch số và mạch công suất để tránh nhiễu tương tác, đảm bảo rằng các tín hiệu nhiễu không lan sang vùng nhạy cảm của mạch.

        3.6 Kiểm Tra Lại và Hiệu Chỉnh:
        Sau khi thực hiện các biện pháp khắc phục, tiến hành kiểm tra lại toàn bộ hệ thống để xác nhận rằng các chỉ số EMC đã đạt yêu cầu.
        Lặp lại quá trình điều chỉnh nếu cần thiết cho đến khi đạt được mức tiêu chuẩn mong muốn.

4. Tối Ưu Hóa Liên Tục và Phân Tích Dữ Liệu

  • Giám Sát Hiệu Suất:
    Áp dụng các giải pháp theo dõi liên tục để đảm bảo rằng sản phẩm duy trì khả năng chống nhiễu qua thời gian sử dụng.

  • Phân Tích Định Kỳ:
    Thực hiện các bài kiểm tra định kỳ để cập nhật và điều chỉnh quy trình gỡ lỗi theo những thay đổi của tiêu chuẩn EMC mới nhất.

Kết Luận

Với kinh nghiệm và phương pháp khoa học, hướng dẫn gỡ lỗi EMC này được xây dựng dành riêng cho những kỹ sư mong muốn tối ưu hóa thiết kế sản phẩm. Quá trình gỡ lỗi không chỉ giúp khắc phục các vấn đề về EMI mà còn là cơ hội để cải tiến, tạo ra những sản phẩm chất lượng và cạnh tranh trên thị trường.

Hãy bắt đầu ngay hôm nay và biến mỗi thách thức về EMC thành bước tiến mới trong sự nghiệp kỹ sư của bạn.

Để có những thông tin chi tiết hơn về từng bước và nhận được các mẹo kỹ thuật quý giá, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và nhận tài liệu miễn phí.

Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, hãy CHIA SẺ và để lại BÌNH LUẬN – phản hồi tích cực của bạn chính là động lực để tôi tiếp tục mang đến những nội dung giá trị hơn nữa.

Cảm ơn bạn đã ủng hộ!

— GCL HCM

Tài liệu tham chiếu :

[1] International Special Committee on Radio Interference, CISPR 32:2015 – Electromagnetic Compatibility of Multimedia Equipment – Emission Requirements, and CISPR 35:2015 – Electromagnetic Compatibility Measurement Techniques for Multimedia Equipment, 2015.

[2] System Design and Layout Techniques for Noise Reduction in
MCU-Based Systems, Freescale Application Note, AN1259.
[3] Determining MCU Oscillator Start-up Parameters,
Freescale Application Note, AN1783.
[4] Resetting Microcontrollers During Power Transitions,
Freescale Application Note, AN1744.
[5] Resetting MCUs, Freescale Engineering Bulletin, EB413.
[6] Trends in EMC Testing of Household Appliances,
SCHAFFNER Application Note, SAN014.
[7] EMC at Component and PCB Level,
Martin O’Hara, Newnes, 1998.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 Language : English

EMC Debugging Guide: Methods for Optimizing and Eliminating Conducted Emissions

As an electronics engineer, you understand that EMC is not merely about adhering to standards—it’s a crucial element in ensuring the stable operation of your products. Below is an EMC debugging guide built on real-world experience, offering a detailed technical roadmap to help you diagnose and effectively resolve EMI issues.

1. Test Setup

Conducted emisison test at 150 kHz - 30 MHz

1.1 Equipment use
    - EMI test receiver 
    - LISN (Two Line V Network)
    - Cable 
1.2 Arrange equipment

Test setup for EUT follow CISPR 32
- The test is conducted in a shielding chamber.
- The test is conducted over the frequency range from 150 kHz to 30 MHz.
- The EUT is placed on a wooden panel at a height of 0.8 m from the floor.
- The EUT is connected to the mains power supply through a Line Impedance Stabilization Network (LISN).

1.3 Limit

                              Limit of multimedia equipment class B ( CISPR 32)

1.4  Evaluation of the Results
- Test result at 150 kHz - 30 MHz lower than the limit specified in Section 1.3, the product meets the requirement.
The product did not exceed the conducted emissions limits at the power input over the frequency range of 150 kHz to 30 MHz

2. Detection and Identification of Interference Sources

  • Analysis and Evaluation of Noise Signals:

        - Use modern measurement tools to collect data on interference frequencies.
        - Analyze the measurement results to determine the noise level of each component in the system.

                                                                                          Conducted Emissions Testing for SMPS Circuit

3. Implementation of Corrective Solutions
Circuit Design Adjustments:

       3.1 Using EMI Filters:

  • LC Filter: Combine inductors (L) and capacitors (C) to filter noise in both differential mode and common mode. The capacitor should be placed as close as possible to the power input to absorb high-frequency noise spikes.

        3.2 Applying Common-Mode Chokes:

  • Install common-mode chokes on both power lines to block common-mode noise from entering the system, while still allowing the power signal to pass through.

       3.3 Optimizing PCB Layout:

  • Reduce the loop area between power and ground traces, ensuring that filtering components (such as capacitors and inductors) are placed close to the power source and critical junctions in the circuit.
  • Use short, wide traces with appropriate spacing to minimize crosstalk..

        3.4 RC Snubber:

  • In some cases, adding an RC (Resistor-Capacitor) snubber network helps to reduce unwanted voltage spikes generated during switching, thereby reducing conducted noise.

       3.5 Isolation and Ground Segregation:

  • Separate the ground planes for digital and power circuits to avoid interference, ensuring that noise signals do not propagate into sensitive areas of the circuit

        3.6 Re-Testing and Fine-Tuning:

        After implementing the corrective measures, re-test the entire system to verify that the EMC                    parameters meet the required standards.
        Repeat the adjustment process if necessary until the desired standard is achieved.

4. Continuous Optimization and Data Analysis

  • Performance Monitoring:
    Implement continuous monitoring solutions to ensure the product maintains its noise immunity over time.

  • Periodic Analysis:
    Conduct regular tests to update and adjust the debugging process according to the latest changes in EMC standards.

Conclusion

Drawing on experience and scientific methods, this EMC debugging guide is specifically designed for engineers who aim to optimize product design. The debugging process not only helps resolve EMI issues but also serves as an opportunity for improvement, resulting in high-quality, competitive products in the market.

Start today and turn every EMC challenge into a stepping stone for new achievements in your engineering career.

For more detailed insights on each step and to receive valuable technical tips, please contact us for consultation and receive free documentation.

If you find this post useful, please SHARE and leave a COMMENT – your positive feedback is the motivation that drives me to continue delivering more valuable content.

Thank you for your support!

— GCL HCM

References:

[1] International Special Committee on Radio Interference, CISPR 32:2015 – Electromagnetic Compatibility of Multimedia Equipment – Emission Requirements, and CISPR 35:2015 – Electromagnetic Compatibility Measurement Techniques for Multimedia Equipment, 2015.

[2] System Design and Layout Techniques for Noise Reduction in
MCU-Based Systems, Freescale Application Note, AN1259.
[3] Determining MCU Oscillator Start-up Parameters,
Freescale Application Note, AN1783.
[4] Resetting Microcontrollers During Power Transitions,
Freescale Application Note, AN1744.
[5] Resetting MCUs, Freescale Engineering Bulletin, EB413.
[6] Trends in EMC Testing of Household Appliances,
SCHAFFNER Application Note, SAN014.
[7] EMC at Component and PCB Level,
Martin O’Hara, Newnes, 1998.

#EMC #EMCTesting #ElectromagneticCompatibility #EMIMitigation #ConductedEmission #RadiatedEmission  #EMCStandards #IEC61000 #CISPR #PCBDebugging #SignalIntegrity #NoiseReduction #FerriteCore #EMCDebugging #FireAlarmEMC #ConductedSusceptibility #EMCSolutions #ShieldingTechniques #PCBDesignForEMC #PowerLineNoise #ElectromagneticInterference #ESDTesting #RFInterference #IndustrialEMC #ElectronicDesign #EMCCompliance #NoiseFiltering #GroundingTechniques #ElectronicsTesting #EMCRegulations #EMCConsulting #EMCFailureAnalysis

Nhận xét

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Demo Project 1 : Debugging radiated emission for LED

Hình ảnh
  Gỡ lỗi EMC Cho Đèn LED   1. Giới thiệu Trong quá trình thiết kế và sản xuất thiết bị điện tử, đảm bảo tương thích điện từ (EMC) là yếu tố then chốt để sản phẩm hoạt động ổn định và không gây nhiễu cho các hệ thống khác. Báo cáo này trình bày quá trình gỡ lỗi EMC cho sản phẩm, tập trung vào việc giảm phát xạ bức xạ và cải thiện hiệu suất hoạt động thông qua các giải pháp thiết kế và kỹ thuật tối ưu. 2. Mục tiêu Xác định các nguồn nhiễu EMI gây ra bởi phát xạ bức xạ. Đánh giá mức độ phát xạ của sản phẩm theo tiêu chuẩn EMC (CISPR 15/EN 55015). Triển khai các biện pháp khắc phục để giảm phát xạ, từ đó cải thiện độ ổn định và hiệu suất của sản phẩm. 3. Phương pháp thực hiện 3.1. Thiết lập môi trường thử nghiệm: Thử nghiệm được tiến hành trong buồng không phản xạ để loại trừ nhiễu ngoại lai. Dải tần kiểm tra: 30 MHz đến 1 GHz. EUT (Equipment Under Test) được đặt trên tấm gỗ ở độ cao 0,8 m tính từ sàn, với khoảng cách đo từ anten đến EUT là 3m, 10m hoặc 30m . 3.2. Đo lường và p...
Đọc thêm

What is the EMC ?

Hình ảnh
     Language: Vietnames      Khái Niệm      EMC là gì ? EMC (Electromagnetic Compatibility — Tương thích điện từ) là một lĩnh vực trong kỹ thuật điện tử, tập trung vào việc đảm bảo các thiết bị điện tử có thể hoạt động tốt trong môi trường điện từ mà không gây nhiễu quá mức đến các thiết bị khác hoặc bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ bên ngoài. EMC bao gồm hai khía cạnh chính: Emission (Phát xạ): Đo lường và kiểm soát mức độ nhiễu điện từ mà một thiết bị phát ra, để đảm bảo nó không gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác. Immunity (Miễn nhiễm): Khả năng của một thiết bị chống lại nhiễu từ môi trường bên ngoài, đảm bảo nó vẫn hoạt động ổn định khi bị "tấn công" bởi sóng điện từ từ các thiết bị khác. Thử nghiệm bức xạ cho máy in (30 MHz - 1 GHz) (Phát xạ) Thử nghiệm phóng tĩnh điện cho màn hình (Miễn nhiễm) Tiêu chuẩn thử nghiệm : Tiêu chuẩn quốc tế : CISPR 32— Phát xạ cho thiết bị đa...
Đọc thêm

Demo Project 2 : Debugging radiated emission for LED

Hình ảnh
  Gỡ lỗi EMC Cho Đèn LED 1. Giới thiệu Trong quá trình thiết kế và sản xuất thiết bị điện tử, đặc biệt là các sản phẩm chiếu sáng như đèn LED, đảm bảo  Tương thích điện từ (EMC)  là một bước quan trọng để sản phẩm vận hành ổn định và không gây nhiễu đến các thiết bị xung quanh. Việc kiểm soát phát xạ bức xạ giúp đảm bảo sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn EMC quốc tế, tránh các rủi ro về pháp lý và kỹ thuật. Báo cáo này sẽ tập trung vào  quy trình gỡ lỗi EMC  cho mạch driver của đèn LED, đặc biệt là việc giảm thiểu  phát xạ bức xạ (Radiated Emission)  thông qua các kỹ thuật thiết kế tối ưu và giải pháp thực tế. 2. Mục tiêu Quy trình này nhằm hướng đến các mục tiêu cụ thể sau: Xác định các nguồn phát xạ EMI  chủ yếu trong mạch driver LED, bao gồm: Chân Drain của IC chuyển mạch. Đầu vào (Input) và đầu ra (Output) của mạch driver. Vùng xung quanh diode và mạch snubber. Đánh giá mức độ phát xạ bức xạ  của mạch LED theo tiêu chuẩn EMC hiện hành, đ...
Đọc thêm