一前言
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,公眾對文化娛樂設施提出了更高要求,游泳作為一項健身運動受到了越來越多人的歡迎,全球的泳池數(shù)量呈持續(xù)增長態(tài)勢。目前泳池清潔市場仍以人工清潔為主,但隨著未來人工成本的提升以及泳池清潔機器人自動化、智能化水平的提升,泳池清潔機器人的滲透率將越來越高。隨著各種各樣泳池清潔機器人的出現(xiàn),EMC問題也會越來越多,本次給大家分享的案例就是一款泳池清潔機器人。
二實際案例
某客戶已經(jīng)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(chǎn),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(shù)據(jù)如下所示:

拿到數(shù)據(jù)的第一步就是分析數(shù)據(jù),首先從數(shù)據(jù)中可以看出該機器的輻射噪聲較高,超出限值線將近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:

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(fā)現(xiàn)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,R選擇10歐姆,C選擇10nF。
2.處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(chǎn)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(lián)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(nèi)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(fā)現(xiàn)該電路的濾波電容過少,且參數(shù)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,R選擇5.6歐姆,C選擇1nF,另外BUCK電路的回路也可以做優(yōu)化,優(yōu)化推薦如下圖:


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(huán) 。
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(shù)據(jù):

三總結
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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原文標題:泳池清潔機器人的EMC問題整改分享
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