自动售货机辐射发射摸底测试及电机驱动整改

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深圳市南柯电子科技有限公司  
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皮阳光(先生)
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发布日期
2025-06-27 11:27
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深圳技术合作
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详细介绍

辐射发射(RE)测试标准的优化可从频率范围、测量距离、限值设定等方面着手,以下是具体内容:


优化频率范围:随着自动售货机中电子元件集成度和工作频率的提高,可适当扩展高频段的测试范围。如guojibiaozhun EN55032:2010 要求在 30MHz 至 1GHz(最高不超过 6GHz)频率之间进行辐射发射测试1。可根据自动售货机的实际情况,将上限延伸至更高频率,如 18GHz,以更全面地检测其高频电磁辐射情况4。

调整测量距离:一般测试中,受试设备(EUT)常被置于距离测量天线 10 米远的位置1。对于自动售货机这种体积较大的设备,可考虑增加测量距离,如设置为 30 米,以更真实地模拟其在实际使用环境中对远处设备的电磁干扰情况。同时,也可增加近场测量,利用近场探头定位设备内部的强辐射源,为后续整改提供更精准的依据2。

细化限值设定4:根据自动售货机的应用环境优化限值标准。若其主要放置在商场、办公楼等商业环境(B 类环境),可参照相关标准中更严格的 B 类限值要求。若放置在工厂车间等工业环境(A 类环境),则可依据 A 类限值,但对于一些关键频段,可根据实际情况制定更严格的内部企业标准,以确保设备不会对周边精密工业设备产生干扰。

完善测试条件4:明确自动售货机不同工作模式下的测试要求,如满载出货、空闲待机、故障报警等模式,分别进行测试,选取辐射发射最强的模式作为重点评估对象。同时,规范测试线缆的摆放方式和长度,对超长电缆进行无感捆扎,长度小于 0.4m,电源线长度控制在 1m±0.1m,避免因线缆布置不当影响测试结果。

优化测量设备与方法6:采用高精度、宽频带的测量接收机,确保其性能满足测试要求,如具备覆盖 30MHz—18GHz 的测试范围,且拥有峰值、准峰值、平均值等多种检波器。根据不同频率范围选择合适的天线,如 30MHz-230MHz 频段采用偶极子与双锥天线,230MHz-1GHz 频段采用对数周期、偶极子及对数螺旋天线等。在测量时,可先利用峰值检波器进行全频段预扫,再对接近或超过限值的频率点进行准峰值测量,提高测试效率。


基于测试频谱分析超标频段与原因

在高频段,电机驱动电路中的寄生参数影响更为显著。例如,功率晶体管的寄生电容和寄生电感在高频下会形成谐振电路,当谐振频率落在高频段时,会产生较强的电磁辐射。若驱动电路板的布线不合理,如信号线过长、过细,或者存在过多的过孔和分支,会增加信号的传输阻抗,导致信号在传输过程中发生反射和失真,产生高频电磁辐射。某自动售货机在 800MHz 频段辐射发射超标,经检查发现是驱动电路板上的高频信号线未进行良好的阻抗匹配,导致信号反射严重,产生额外的高频辐射。

另外,自动售货机的金属外壳在高频段可能会因为缝隙、孔洞等原因,导致屏蔽效能下降。电机驱动产生的高频电磁信号会通过这些缝隙和孔洞泄漏到外部空间,造成高频段辐射发射超标。例如,自动售货机外壳的拼接处存在较大缝隙,未进行良好的电磁密封,在高频段测试时,就会发现辐射发射明显增强。

中频段辐射发射超标可能与电机驱动电路中的 PWM 信号谐波有关。随着 PWM 信号频率的增加,其谐波频率也会相应升高,部分谐波可能会落在中频段范围内。若驱动电路中的滤波电路设计不合理,无法有效滤除这些谐波,谐波信号就会通过电机和线缆向外辐射。例如,某自动售货机在 200MHz 频段附近辐射发射超标,分析发现是驱动电路中的 LC 滤波电路参数选择不当,对该频段的 PWM 谐波抑制效果不佳。

此外,自动售货机内部的其他电路模块,如控制电路、通信电路等,若与电机驱动电路之间的隔离措施不到位,电机驱动产生的电磁干扰可能会耦合到这些电路模块中,通过它们的线缆或电路板向外辐射,导致中频段辐射发射超标。比如,控制电路与电机驱动电路的信号线并行布线且距离过近,电机驱动的干扰信号就可能通过信号线耦合到控制电路,进而在中频段产生额外辐射。

在这个频段,自动售货机辐射发射超标的一个常见原因可能是电机驱动电路中的共模电流问题。由于电机绕组与电机外壳之间存在寄生电容,当电机运行时,PWM 信号产生的高频电压会通过寄生电容耦合到电机外壳上,形成共模电流。若电机驱动电路的接地设计不完善,共模电流无法顺利通过接地路径回流,就会通过电源线、信号线等线缆向外辐射,导致低频段辐射发射超标。例如,在某自动售货机的 RE 测试中,发现 45MHz 频段处辐射发射超标 10dBμV/m,经检查发现是电机驱动板的接地线缆过长且接地电阻较大,导致共模电流在该频段产生较强辐射。

另外,电机驱动电路中的电感元件,如功率电感、共模电感等,在低频段可能会因为磁芯饱和等原因,导致其滤波性能下降。当电感无法有效抑制低频段的电流波动时,就会使电机电流中的低频谐波成分增加,进而产生更强的电磁辐射,导致该频段辐射发射超标。

低频段(30MHz - 100MHz)超标

中频段(100MHz - 500MHz)超标

高频段(500MHz - 1GHz 及以上)超标


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