地环路干扰问题的试验和分析和解决方案

一个良好的接地设计，是每个PCB工程师的必修课程。接地不仅显著减少干扰是解决电磁兼容问题的常用技术，效果明显立竿见影。但是，接地不良可能会引入干扰，比如地环路干扰。下面我们以电机控制器传导发射整改过程中遇到的地环路为例。来说明以下

1、地环路干扰问题的产生

在电机控制器的EMC测试整改过程中，测试传导发射低压侧正极时，32M、41M、65M出现超标，如图一所示；调试低压侧滤波参数效果不明显，考虑电机控制器在整车的安装环境以及之前的整改经验，将电机控制器外壳增加接地点，变成两点接地，32M、65M明显降低，6.1M出现超标，如图二所示，接下来针对6.1M频点做整改。

2、地环路干扰问题的试验和分析

用频谱分析仪和近场探头定位噪声点，确定干扰来自电机控制器的DCDC输出线。DCDC模块是电机控制器内的最大干扰源，干扰很容易通过输出线缆向外传导或者直接通过空间向外辐射，甚至耦合到其他电源线、信号线，此外，DCDC输出负极通过钣金件直接接机壳，即已经和接地参考平面相连，如果处理不好，就可能导致地电位不稳。

由于电机控制器传导发射低压侧只要求测试12V/24V电源线，并不直接测试DCDC输出线，故推测6.1M干扰是DCDC模块通过线束耦合到12V/24V电源线。首先在DCDC模块的相关信号线上套铁氧体磁环，对6.1M频点没有改善；用铜箔将信号线包裹起来并粘接机壳内壁，同样没有效果；在DCDC模块的CAN通讯线上套铁氧体磁环，没有效果......

试验N多方法仍然对6.1M频点束手无策，回忆6.1M频点到底从何而来，猜想会不会是因为增加接地点引起的呢，于是尝试去掉增加的接地点，6.1M频点马上变好

将增加的接地点恢复，6.1M又超标，可以复原现象，说明6.1M处干扰确实是接地问题引起的。观察增加的接地点位置，正好在DCDC输出线正负极之间，使用铜带编织网接接地参考平面，两点接地会引起地环路干扰，6.1M超标很有可能是地环路干扰引起的。

3、地环路干扰问题的解决

地环路干扰产生的内在原因是地环路电流的存在，地环路电流是因为两个接地点的电位不同形成电压导致的。常用的解决地环路干扰问题的方法有单点接地，采用隔离变压器或光耦隔离器隔离，安装共模扼流圈增加地环路阻抗等。在本整改测试试验中，只需要将增加的接地点远离DCDC输出线，保证两个接地点的电位相近，就可以避免和减弱地环路干扰。将增加的接地点布置在机器的另一侧，远离干扰输出端，就可以避免6.1M超标同时抑制32M、41M和65M干扰点，结合其他措施，就可以通过传导发射试验。

4、总结

两点接地和多点接地很容易引起地环路干扰问题，在机器外壳有输出线缆时应尤为注意，防止接地点的电位相差过大，当频率比较低时，应尽量选择单点接地。接地技术是解决电磁兼容问题最简便成本最低的技术，同时也是最有讲究的技术，所以在设计前期多考虑接地方式、接地位置对后续EMC测试与整改会有很大帮助。