咖啡(英语:coffee)是采经过烘焙过程的咖啡豆(咖啡属植物的种子)所制作冲泡的饮料。咖啡是人类社会流行范围最为广泛的饮料之一,也是重要经济作物,其为全球期货贸易额度第二高(最高为石油)。咖啡树原产于非洲亚热带地区,以及亚洲南部的一些岛屿。那些咖啡树从非洲出口至世界各国,现时那些咖啡树种植遍布超过 70 个国家,主要在美洲、东南亚、印度等赤道地区。咖啡普遍分为两种:备受推崇的小果咖啡(阿拉比卡)及颗粒较粗和酸味较低而苦味较浓的中果咖啡(罗布斯塔)。咖啡一旦成熟,就会经过采摘,加工,烘焙的程序。咖啡中咖啡因对人体有刺激的作用,人们在学习、阅读和思考等脑力活动时经常用来提神。咖啡是世界上最流行的饮料之一[3],它能够以多种方式制作,如:浓缩咖啡、卡布奇诺、拿铁咖啡等,通常是作为热饮,亦也可作为冷饮。在饮用前可计算估计咖啡因的摄入量,即可达到适量的标准。大部分的研究建议,适度饮用咖啡是有益的,甚或有利于健康的成年人。此咖啡机需要出口欧洲需要做 CE 认证,即至少需要满足 LVD 指令、EMC 指令等。在 EN55014-1:2006 标准中规定了骚扰功率与电源端子骚扰电压限值,即出口欧洲需要符合其中的相关限值要求。此客户在广州 SGS 做相关认证,EUT 概述咖啡机有加热煮咖啡、电动抽水、S3F9488MCU 控制屏显、定时等控制功能,电源部分采用 VIPer12 芯片负电源架构给电。结合电路分析,此产品在 EMI 部分主要有 VIPer12 电源芯片的斩波、S3F9488MCU、以及马达驱动及本体的骚扰源,从这三个骚扰源头进行 focus,然后找其可能的骚扰路径、天线进行排查。

 

Original 原始测试数据波形如下:

  

 

从上述看到主要是传导前端不合格超标,骚扰功率的话 8MHz 谐波不合格超标。传导发射整改  从测试数据分析,150KHz~1MHz 此波形包络前端整体偏高,且有尖峰突出呈谐波态势。应该与这个 VIPer12 电源芯片内部工作主频与外部电感能量变换产生的骚扰。所以,估计此 EMI 噪声其差模分量占据大部分,且呈现为 L、N 回路。所以,在添加整改方案,在尝试不同思维考量的时候,添加 EMI 器件主要朝着差模电感、X 电容、磁珠方面去努力。骚扰功率整改  从测试数据分析,主要是 8MHz 的谐波骚扰,据此类波形形态分析可以很确认是 MCU 以及显示屏、按键部分驱动等信号窜入到电源,遂经电源线出来。所以,在整改此类骚扰功率问题的时候,可以从 MCU 的晶振、CLK、PWM、显示屏等数字信号及相邻的 PCBtrace、附近的线缆可能出现的直接、或间接的传导、近场耦合。整改方案如下  1. 传导整改方案参阅如下实物图片与 PCB 图。

 

 

2. 骚扰功率整改方案如下图:

 

 

在添加原始的 EMIsolution 后,再在 CR1 晶闸管的 G 控制级近 GND 添加添加一颗 0.1uf 电容,彻底解决咖啡机马达误动作的问题。至此,此咖啡机 EMI 整改彻底完成。如下图:

 

 

添加整改方案后测试数据波形如下:

 

 

——本案例来源于深圳市阿赛姆科技有限公司(https://emc.asim-emc.com/)

 

EMC 寄语:随着时代的发展,越来越多的电子、电气设备或系统产品都需要进行检验检测,其中 EMC 测试是必备的检验检测指标之一。但 EMC 测试项目费用较贵,EMC 实验室造价昂贵,绝大部分测量设备又需要采用进口设备,导致很少检验检测机构有能力建造 EMC 实验室。产品的 EMC 性能是设计阶段赋予的,一般电子产品设计时如果不考虑 EMC 因素,就会很容易导致 EMC 测试失败,以致不能通过相关 EMC 法规的测试或认证。例如,产品设计研发工程师们根据需求,设计出效果良好的滤波电路,置入产品 I/O(输入 / 输出)接口的前级,可使因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处;设计出隔离电路(如变压器隔离和光电隔离等)解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰,同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰;设计出能量吸收回路,从而减少电路、器件吸收的噪声能量;通过选择元器件和合理安排的电路系统,使干扰的影响减少。