医疗产品RE整改详细过程分析带测试数据0918.docx

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医疗产品RE整改详细过程分析带测试数据0918

某IVD产品RE整改案例分析

—2020.09.18

背景介绍：

最近因为公司某产品需要过CE认证，设备之前是做过了国内认证，故而需要重新测试EMC、安规、RoHS。

设备属于IVD医疗设备，之前在华测、计量院有做过测试，并通过整改将EMC项目全部测试通过。

此次CE认证EMC项目是在SGS进行，其中RE和ESD测试Fail，这里仅分析RE/10米（该设备非本人设计）。

不多说，大家先看下RE测试不通过数据，见图1，其中左边垂直方向在47MHzQP值超过1.8dB，右边水平方向在701.761MHz

图1

QP值极限超0.15dB。

即通过读点后，QP值还是极限，故判定fail。

分析：

垂直方向47MHz频点包络，我们可以判定属于低频段，很大可能是电源系统问题，但是因为设备大（长宽高约1米），内部部件多，具体是哪里出来还是需要在实验室排查才知道，这个简单；水平方向701MHz是属于高频，且是单只，设备内部使用STM32为主控，用的最高频率是72MHz，即使倍频也不可能是导致701MHz超标的主因，设备内能有这么高频率的只能是串口屏，串口屏是广州x彩屏，除此之外不能找到其他电子部件能导致这么高频率，我们可以先如此判断，在实验室即可验证。

一、37MHz低频包络解决过程：

主板附近接线如图2所示。

收到上述fail报告之后，我立即约了SGS10米场暗室过去整改，当时先扫了垂直方向，扫描结果如图3所示，比报告中的更差。

当即急需找到37MHz低频包络出现的地方在哪，然后再考虑整改。

让实验室定频在40MHz附近最高点实时观察，我优先采用排除法，将怀疑的地方线束一一断开，此方法在RE问题查找中非常有效，一方面可排除外部电子部件辐射，另外一方面排除线束辐射，在此过程之前，还需排除外壳因素，需要观察有无外壳下对应频点的辐射强度，结合这些细小细节观察数据。

在对外部线束一一断开过程后，数据如图4、5所示，图4并没有很大改善，图5为主板接地后有改善效果。

图2图3

图4图5

通过排除，将主板线束一一断开后，最后仅剩主板供电，但效果如图5所示，下降很多，还是很极限，以此判断，低频包络主因还是主板原因，且可能与电源有关。

在分析了电路原理图和PCBLayout后，发现原理上倒不存在严重问题，但是PCBLayout布局及走线上，隔离电源地布局较混乱，交叉错乱，隔离效果不明显，且24V转5VDC/DC电路，在PCBLayout上，开关电感远离DCDC芯片输出脚。

PCBA四角固定孔与机壳（PE）通过盘头螺母固定，但PCBA电源地未与固定孔连接，在修改不了PCBALayout基础上，优先将四个固定孔与PCBA电源地连接，使得PCBA的电源地系统干净，将噪声接入大地，而后实验结果如图6、图7所示。

图6图7

37MHz低频包络结论：

见图6数据，通过将主板PCBA电源地和四个固定孔搭接，使得主板PCBA电源地与PE相连，40MHz包络有接近3dB余量，可满足要求。

提醒：

由于超标主因还是主板电路原理图和PCBLayout设计不合理所致，为了测试数据更加好，可以通过改版优化，这里不做分析。

另外，因为超标严重，这里线束拔掉的过程中，没有考虑外壳及其他干扰因素，直接“粗暴”拔掉线束大致定位，然后采取措施。

要点在于找到整改位置。

耗时2.5小时。

二、701MHz解决过程

40MHz包络解决之后，我把目标瞄准701MHz单支，为此进行了第二次场地预约。

在去之前，我是依经验和电子物料判断是串口屏导致超标。

其中屏背面如图8所示，正面如图9所示，经过对屏幕的判断，此屏在EMC设计方面还是做的比较好的（若有兴趣可以私我探讨如何进行判断），因为怕厂家找我，故打码了（我太难了）。

屏幕背面我们是有做屏蔽罩处理的（之前工程师搞的），而且背面都是金属机壳，仅屏幕面板为塑胶壳，所以背面辐射出来的可能性不大，我暂时判断是从侧面或者正面出来的。

图8图9

因为是串口屏，而且此串口通信频率不高（115200），可以排除，所以只能是屏幕内部问题，故对屏幕进行拆解，拆解如图10所示。

拆解后分析：

正面看，PCBA与金属框能形成良好的衔接，即使衔接不好也可以通过人为操作衔接良好，这样可以使得屏幕侧面（特别是屏幕线）辐射出去较难（后续发现就是这里侧面出去的哈哈~~），但是从中我们也可以看出，金属框有绝缘漆，使得金属框与屏幕侧面、PCBA固定孔不能很好的衔接，故我们首先需要对金属框固定弯角和内壁去漆操作，同时在金属框内壁与屏幕边沿间使用导电胶布衔接牢靠。

这样做之后，使得屏幕、金属框、PCBA形成一个屏蔽腔体，因当时未拍照，这里就不上图。

图10

完整测试之后，数据如图11、图12所示。

分析数据后发现，701MHz余量可以了，但是406MHz单支起来了。

这说明我找的地方是对的，即屏幕导致超标。

之后对406MHz和701MHz单支进行读点，还是不行，两个单支都踩点，很极限，为了满足3dB余量要求，还需进一步整改。

说明：

因之前整改原因，液晶主板和显示器排线有用导电胶布屏蔽接地处理。

图11图12

在不知道屏幕使用主频多少的情况下，我只能一个一个频点整改，但是优先找超标最严重的的频点整改，即406MHz，因为可能406MHz整改过了，701MHz也OK了。

这个时候我采取了这样一个方法：

让实验员定频在406MHz，且打开暗室的投影仪，直接在暗室观察该频点，即使暗室大门都不关。

这个时候给屏幕供电，正常工作情况下，406MHz也会起来，同时手动旋转屏幕各个方向，找出最强的方向，然后进行整改。

因为屏幕还有显示器的排线，搞过RE的人都知道这个排线也是极易导致RE超标，见图13所示。

这个时候我们需要排除是液晶屏主板的问题，还是液晶屏主板与液晶显示器之间排线的问题，故直接将该排线拆除上电（暂时不考虑液晶屏是否正常工作），不出所料，投影仪上的频点明显降低了，以此我判断是液晶屏主板和显示器之间排线引起的（当时没有抓取数据，这里不呈现）。

并且通过旋转，我知道了辐射最强的地方是该排线弯角侧面。

图13

因为排线侧面是有金属框的，还是能辐射出来？

安装后如图14所示，观察图14发现，金属框和液晶主板PCBA之间还是有缝隙的，难道是这缝隙所致？

马上行动，将图14所圈地方的漆去掉，并用导电胶布将“1”和“2”区域去绝缘层之后衔接（因为样机还在留样，暂不上图），为啥仅屏蔽这块区域？

因为这个区域正好是液晶主板和显示器排线折弯垂直的地方，可能从缝隙中辐射出来。

图14

经过上述将图14的“1”“2”区域去漆后用导电胶布衔接后，测试数据如图15、图16所示，整改效果极好，且701MHz单只也消失了。

图15图16

406MHz和701MHz单只整改结论：

前期结合数据分析可能存在问题的地方，然后在实验室中验证排除，找到问题点，只有化大为小，缩小范围，定位到问题点才能更好的解决问题。

此次高频单只的解决，我学到了以下几点：

1、暗室如果有频率投影仪或显示器，可以打开，在暗室中直接采取排除法定位问题点，可以加速定位问题；

2、如果暗室内直接看投影仪排除，暗室开关门倒无所谓，也不用过分追求频率是否降低非常多，只要能降低3dB或者明显有下降即可，毕竟有误差，相对有降低即可认为有效，然后再重新整理机器完整地扫描一遍；

3、已经定位到问题点之后，通过修改整改措施观察暗室投影仪频率是否降低的同时，记得需要将问题部件旋转角度，找到最差的角度整改；

4、液晶屏RE问题，问题点主要还是排线，对排线进行屏蔽处理时，必须做到完全屏蔽（此前该机型整改的时候，排线与金属框之间还有部分没有屏蔽好），若屏蔽没有做好，还是能从缝隙中辐射出来。

本文因时间和个人原因，可能存在错误，或表达不清的情况。

仅当做自己的学习总结笔记！

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