某车灯产品，在DBCI试验项目中，当注入干扰频率在20－30MHz之间，电流在200mA等级时，日行灯出现变亮和闪烁的故障现象。

根据样机电路原理图，基本控制原理如下图1所示，由MCU输出PWM方波控制信号至电源模块的使能输入端口，通过不同的占空比控制电源输出，从而实现LED灯组的亮度调节和闪烁等。

图1

测试过程中，当样机受到干扰出现变亮故障时，LED灯组的开关波形高电平时间变长，高电平占空比增加，LED亮度增加。干扰结束后，样机自动恢复正常工作状态。通常DC-DC电源是相对独立的电路，输入/输出均设计有滤波电路，对于差模和共模器噪声的抑制能力比较强，自身受外部干扰的可能性较低。BCI测试原理是通过电流耦合钳将电磁噪声注入到样机线束上，外部线束就成为了噪声的传导路径。该样机中，开关电源的工作状态受MCU控制，着重分析和排查MCU与外部相关的线束。通过原理图分析，样机的一故障反馈信号线通过一个三极管与MCU的IO口进行连接，导致了外部噪声信号通过信号线直接对MCU形成干扰。

干扰机理分析:

BCI测试系统主要由信号源、功率放大设备、功率计、电流耦合钳及控制软件组成。根据电磁理论和原理，电流钳产生一个感应磁场 ，当有导体通过该感应场时，导体上就会产生感应电压，如果该导体具有一个闭合回路，就会形成感应电流，导体上感应电流的大小，除了与感应磁场的强度相关外，还与导体闭合回路的阻抗相关，当感应磁场恒定不变时，导体闭合回路阻抗越小，形成的感应电就越大。对于BCI试验的解决方案而言，切断耦合路径和提高回路阻抗是预防和解决干扰的重要手段。BCI测试方法中，其注入方式分为两种：一种是共模注入方式CBCI，一种是差模注入方式DBCI。

图2 BCI替代法校准原理

BCI试验系统的基本组成及校准原理，如图2所示。由功放通过定向耦合器向注入钳输出功率，再由校准装置进行耦合感应，校准装置端接50Ω负载，另一端输出至分析设备，读取注入参数。

图3 CBCI测试布置

图4 DBCI测试布置

如上图3、4所示，BCI的测试布置中，EUT端被注入线束的阻抗并不是固定的50Ω，不同的EUT，不同功能的端口，其阻抗均是不定的，同时阻抗也会随频率的变化而不同。在校准系统中，采用50Ω的模拟负载阻抗，默认EUT端口阻抗为50Ω，其主要的目的是达到校准参数的一致性及测试结果的一致性。据此可知，在实际的测试案例中，EUT被注入线束上所感应到的电流并非校准系统中所标定的电流，真实的电流感应值与端口的阻抗成反比关系。

图5 差、共模示意图

在共模注入CBCI和差模注入DBCI中，所注入电流的能量和干扰路径是不同的，两种试验结果也会产生较大差异。如图5所示，差模注入（DBCI）的特征是噪声在线束与线束之间形成回路，回流路径基本是阻抗较低的线束或通路，通常是地线。共模注入（CBCI）的特征是噪声在线束与地之间形成回路，通过空间耦合与地形成回路。从上图中可以看出差模与共模整个回路是完全不同的，即使是同一被测样品，两种测试方法，也可能存在不同的试验结果。

解决思路： 

图6 阻抗模型

上图6为阻抗分析的简易模型，R3为人工电源网络，阻抗为ZL3，R2为端口线束对地电阻，阻抗为ZL2，R1为负载电阻，阻抗为ZL1，设定阻抗ZL1 << ZL2、ZL3，在线路中注入交变能量时，由于ZL1阻抗较小，线路中的交变能量转换为电流流过R1，由于注入线束与其它线束（线与线、PCB走线与PCB走线）之间存在分布参数（分布电容、分布电感），当注入频率达分布电容、分布电感的谐振频率时即形成耦合通路。如果要泄放耦合到的交变能量，可以通过设定一个更小的阻抗回路进行转移泄放，或者将ZL1的阻抗增大，减小闭合回路中的电流。ZL2为近端泄放路径的阻抗，ZL3为远端泄放路径的负载阻抗，C为等效电容，L为等效电感，在不考虑交变能量方向性的情况下，最终注入线束中总阻抗Z即为：

总阻抗Z ＝ （R1//R2//R3）+ j（XL-XC）

根据上述理论，可在不影响样机正常功能的前提下，对地并联一定参数的电阻或电容，对噪声电路进行旁路处理，从而降低R1上的感应电流，使交变噪声能量在就近端口回流至地，减小耦合能量，提高电路的抗扰能力。

样机整改方法：

如下图7所示，在信号线输出端口增加一级RC吸收电路，目的为噪声提供一个低容性回路，将线束上的交变能量就近进行泄放，使噪声电路不再通过IO电路被注入到MCU形成干扰。

图7 样机整改对策

总结：

对于BCI大电流试验失效的整改，工程师需要了解其干扰机理，定位其干扰路径、分析其受扰电路或模块，才是解决问题的关键。屏蔽、接地、旁路、去耦、阻抗调整、数字滤波等都是解决电磁干扰的有效手段。在行业中，衡量一套电磁兼容解决方案是否优秀的标准，即是采最简单的电路、最低廉的成本和最有效的测试结果，往往整改方案越简单，实现起来就越容易，就越容易达成解决问题的目的。

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