電池管理系統(tǒng)（BMS）傳導(dǎo)騷擾整改與分析

一、背景描述：

按照汽車電子標(biāo)準(zhǔn)要求，車載設(shè)備需要滿足相應(yīng)的汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求，一般EMI需滿足標(biāo)準(zhǔn)GBT 18655 Class 3等級要求。

客戶系統(tǒng)現(xiàn)使用URB2405YMD-6WR3、B0560LS-1W應(yīng)用于新能源汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）中，對電源端口進行傳導(dǎo)騷擾電壓法、電流法測試時，均不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。為此，對設(shè)備的傳導(dǎo)騷擾性能進行分析和整改。

圖1 電壓法原始測試結(jié)果

圖2 電流法原始測試結(jié)果

二、原因分析：

根據(jù)初始測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電壓法、電流法低中高頻均存在超標(biāo)。現(xiàn)場對客戶系統(tǒng)進行了測試方法與板級分析，分析結(jié)果如下：

1、測試方法：

按照電壓法測試方法，LISN與EUT的電源連接線長為200mm+200mm（如圖3中的“6”），而客戶端初始測試時，線長有幾米長度，不符合標(biāo)準(zhǔn)測試條件。

圖3 電壓法測試布置圖

2、輸入濾波：

根據(jù)URB2405YMD-6WR3技術(shù)手冊推薦電路，此電路滿足信息技術(shù)設(shè)備EN 55022標(biāo)準(zhǔn)的EMI Class B等級要求，測試頻率0.15MHz-30MHz。而汽車電子GBT 18655標(biāo)準(zhǔn)的測試頻率為0.15MHz-108MHz，同時汽車電子的Class 3級的限值遠遠比信息技術(shù)設(shè)備的Class B限值要低。因此在進行濾波電路設(shè)計時，考慮到的需要更多，而且要兼顧輸入與輸出濾波。

圖4 電源原始濾波電路

從圖4可以看出，整個系統(tǒng)輸入端、輸出端只有簡單的電容與差模電感濾波，很難滿足汽車電子標(biāo)準(zhǔn)要求。

3、PCB布局：

從整個設(shè)備可以看出，輸入端濾波電路的整個地是一大塊，各種信號共一個地，重點是未經(jīng)過濾波電路，因此此電路布局方式容易導(dǎo)致濾波電路失效或弱化濾波效果。

三、整改過程：

根據(jù)原因分析，并結(jié)合以下改善方法：

1、完善測試方法，將電源線設(shè)備在400mm左右；

2、通過割板，將輸入地進行分割（無法完全分割），在輸入端增加如圖5濾波電路；

3、在URB2405YMD-6WR3的輸入正與輸出正、輸入負與輸出負各增加一個1nF/2KV 1206 的陶瓷電容；

4、在輸入電源線上套磁環(huán)。

圖5 整改輸入濾波電路

圖6 整改后電壓法測試結(jié)果

從圖6可以看出，結(jié)合上述四個措施后，電壓法測試可以滿足汽車標(biāo)準(zhǔn)GBT 18655 Class 3級要求（由于增加外圍電路后無法使用金屬外殼，所以測試結(jié)果是裸板測試）。

圖7 整改后電流法測試結(jié)果

從圖7可以看出，結(jié)合上述四條措施，電流法測試無法滿足汽車標(biāo)準(zhǔn)GBT 18655 Class 3級要求，超標(biāo)3dB，只能滿足Class 2等級（由于增加外圍電路后無法使用金屬外殼，所以測試結(jié)果是裸板測試）。

四、整改總結(jié)：

1、測試方法：汽車電子傳導(dǎo)騷擾電壓法、電流法及輻射騷擾測試，測試布置均存在較大區(qū)別，同時不同的測試布置對測試結(jié)果會產(chǎn)生較大的影響，因此，進行測試時應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)布置進行測試。

2、濾波電路：汽車電子EMI等級相對信息技術(shù)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，限值要求低很多，因此，在進行EMI濾波電路設(shè)計時，需要考慮的多一些。針對濾波電路的設(shè)計，可以參考整改過程中的第2、第3點，同時由于整個設(shè)備的信號線與電源線綁在一起，因此建議在URB2405YMD-6WR3的輸出端增加一個共模電感進行濾波處理，減小噪聲通過輸出耦合。

3、PCB布局：濾波電路布局時，盡量走直接方式，同時如果其他信號要與電源共地，需要經(jīng)過濾波電路之后再與地相連接，避免濾波電路失效。