
電壓跌落(DIP)屬于EMC測試項目,該項試驗用來考核產品的抗擾動性能,模擬電網電壓在短時間內驟降至指定幅值的工況,檢驗產品供電系統的運行穩定性、抗干擾水平、斷電恢復能力以及硬件自我保護功能是否滿足標準要求。
多數產品在電壓跌落測試中都能順利通過,工程師接觸這類故障案例較少,對應的整改方案不像輻射騷擾、傳導騷擾、靜電放電等項目那樣完善。一旦出現電壓跌落不合格的問題,往往難以快速解決。
下文將分享電壓跌落測試故障對應的硬件整改措施與軟件優化調試方案。
案例背景
No.1
本次整改對象為充放電一體機。該設備此前存在多項EMC問題,目前其余故障均已整改完畢,僅剩電壓跌落(DIP)測試項目存在異常:在試驗過程中,設備會出現供電斷開、整機自動重啟的故障。

No.2
問題分析
本次我們優先采用行業解決電壓跌落(DIP)問題的常規方案,逐步開展調試與故障分析,具體過程如下:
① 初步排查設備輸入端儲能不足的問題。我們對設備輸入端電解電容進行擴容升級,測試后設備DIP故障現象有一定改善,但并未徹底消除,故障依舊存在。

② 優化輸入端濾波電路,新增LC濾波電路進行抗干擾優化。經過實測,設備故障無任何改善,由此可判定本次DIP異常與輸入端濾波電路無關,初步鎖定故障誘因來自設備后級電路受干擾。
③ 針對主板輸出DC電源及各類信號線路新增電容儲能保護結構,強化輸出端抗跌落防護,調試后DIP故障問題仍然沒有改善。
④ 經過輸入、輸出端的多輪防護優化調試均無效果,由此精準判斷:設備DIP故障的核心誘因為主板控制電路受電壓跌落干擾。
⑤ 針對性對主板DC/DC電源主芯片反饋電路做強化防護處理,通過降低反饋電阻阻值提升電路響應速度,同時新增反饋電容,強化電源芯片輸出端的抗干擾與防護能力,完成優化后上機測試,故障依舊未得到改善。
上述調試方案為行業解決常規產品DIP問題的通用成熟手段,多數設備通過以上硬件優化方式均可有效解決電壓跌落故障。但本次充放電一體機經過多輪常規硬件調試后,故障改善效果極不明顯。不過通過逐層排查、逐項驗證的調試過程,我們最終鎖定故障核心源頭集中在主控板芯片區域。
結合設備電路結構與故障現象,進一步梳理核心故障誘因:
① 設備電源與主板之間采用485信號通訊,電源側產生的干擾會串擾至485通訊線路,進而侵入主控芯片內部。由于芯片自身防護余量不足,最終導致485通訊信號異常關斷,觸發設備重啟。
② 為驗證上述干擾誘因的推斷,我們使用近場抗干擾診斷分析設備,對主控芯片精準注入干擾信號,測試后設備同樣出現通訊信號中斷的故障現象,充分證實了此前的故障推斷準確有效。
③ 確認故障集中于主控芯片后,我們梳理了硬件優化方案:除了常規的增加VCC濾波電容、優化主板接地布局兩種手段外,暫無其他有效的硬件防護整改方式。因此,我們決定切換調試思路,通過軟件優化的方式強化通訊信號的抗干擾防護能力。
④ 聯合軟件工程師開展故障復盤與方案研討,最終判定核心問題為:485通訊信號敏感度較高,極易受電源電壓波動干擾。基于此,我們制定軟件優化方案,通過增加芯片通訊信號采樣次數、調整信號采樣閾值范圍的方式,大幅提升485通訊的抗干擾性能,解決電壓跌落帶來的信號異常問題。

(主控芯片EMS抗干擾,軟件調試方案)
對策與結果
No.3
通過優化芯片信號采樣次數與采樣范圍,重新燒錄程序后上機復測,DIP 測試順利 PASS,問題徹底解決。
No.4
經驗分享
1、電壓跌落(DIP)常規整改方案可從輸入端、主控端、輸出端三個維度切入,通過優化設備儲能能力、電路響應速度、電源備份機制與硬件容錯性能,能夠解決絕大多數設備的常規 DIP 異常問題。
2、若硬件整改手段存在局限,例如存在通訊信號敏感、主控芯片本身抗干擾余量不足等硬件瓶頸,可通過軟件防護優化方式整改,實現精準定位問題、低成本解決故障的整改效果。
3、針對主板類抗干擾故障,除了傳統的逐項排查方式外,可借助近場可視化檢測設備進行掃描分析,能夠快速、精準定位電路敏感干擾源,大幅提升 DIP 問題的排查效率。