简易但有效的MCU芯片抗干扰测试方案

2024-05-31 华芯微特32位MCU公众号
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MCU芯片对所在环境中存在的电磁干扰须具有一定程度的抗扰度,确保使用该芯片的设备能正常运行。国际电工委员会(IEC)制定了多项国际标准,其中与MCU芯片相关的有IEC61000-4-2 (静电), IEC61000-4-4 (群脉冲),IEC61000-4-6 (传导)等。这些国际标准根据应用场景,制定了干扰模式和干扰源各项标准,并且给出评估和分级方式。然而实际应用场景千变万化,国际标准也不能确保百分百覆盖所有情况。

 

家电类产品,一般都是通过交流电供电,同时也会对交流电进行控制,驱动大功率部件,比如电机,压缩机等。交流电出现通断情况下,会产生电磁场干扰MCU芯片。下面我们描述一个简易但有效的测试方式评估MCU芯片对抗此类干扰的能力。

 

如下框架图,我们通过MCU产生1Hz或更高的方波控制继电器模块闭合。这里我们用了华芯微特最新的产品SWM241。通过继电器闭合导通交流电,让交流接触器通断,产生电磁场。

 

接触器线圈连接线根据以往经验可以使用1.0线径的塑料铜芯线。在被测MCU芯片外围绕成环形一定的圈数,圈数越多,耦合的电磁场干扰幅度越大。实验时对接触器进行吸合和放开控制,分别进行时长1分钟或以上的开合试验,频率可以通过单片机程序调节。

 

板子上的被测MCU芯片通过LED灯闪烁输出运行状态。电磁场干扰会对芯片的片上稳压源(LDO),基准电压(VREF),复位电路,时钟源,高频数字信号,模拟信号,通信接口,闪存/SRAM读写等产生影响。出现干扰时,芯片可能出现死机,运行错乱,通信异常,或者复位等现象, 也可能导致闩锁烧毁芯片。干扰停止后,芯片可能恢复正常工作,或者没法恢复常态,持续异常工作状态等。


芯片对此类干扰表现有差异。下表为一些实验结果。

上图为交流接触器模块

上图为继电器模块


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