Моя проблема ЭМС, Вопрос к гуру! Опции

[Firer]

Приветствую специалистов!
Столкнулся первый раз, прошу подсказок.
Опыт проектирования электронных плат управления более 5 лет, но столкнулся с проблемой ЭМС серьезно только сейчас:
Электрошкаф. Металлический корпус ширина 2м, высота 2м глубина около 80см.
В разных частях корпуса стоят:
- насос 220в (мощность менее 1кВт)
- датчики концевики разные
- пара разъемов Dallas iButton
- с десяток ЭМ клапанов =24в
- пара датчиков давления 5..20мА
Электрика 220в устанавливается в отдельном металл. ящике внутри изделия. К ней подводится 220в. Внутри УЗО, автоматы.
В другом ящике металл.(самое интересное) устанавливается:
- бесперебойник обычный бытовой около 500Вт
- блоки питания импульсные 24в, 12в (каждый 200Вт) - наподобие Meanwell
- плата процессорная (спроектирована мною) ядро STM32F217.

В отдельном ящике к которому идет кабель около 2м установлены:
- Дисплей OLED алфавитно-цифровой 4 строки 20 символов
- клавиатура матрица 4*4

На реальном оборудовании в течение суток все зависает по неизвесным причинам в случайное время на разных точках. (если без ватчдога в прошивке - или перезагружается если с ватчдогом).
Хочу докопаться до истины.
Доп.инфо:

плата процессорная - питание на процессор формируется так:
сначала Buck LM2673 до 5в. Затем линейный стабилизатор до 3.3в.

плата разведена с землями и сверху и снизу. Но трассы земель с одного разъема внешних устройств на другой могут проходить через землю процессора, т.е. две земли не отделены четко.

1. Соединение общего провода (- блоков питания) с шасси корпуса сделал в блоке рядом с блоком питания. Несколько уменьшило частоту зависания.
2. Дисплей и клавиатуру вешал на короткие кабели прямо рядом с платой. Проблема зависаний не исчезла. Это как понимаю наиболее проблемные линии так как напрямую от процессора наружу идут.

Куда копать еще?

[Firer]

Уважаемые коллеги! Всем громадное спасибо за советы, что не пожалели время.
Закончены предварительные испытания.

Зависать все перестало.

Что было сделано:
1.На обратную сторону платы были напаяны толстые провода шунтирующие землю от каждого из внешних разъемов - к разъему ввода питания. Сечение около 1мм2.
2.На линии разъемов ЖКИ, клавиатуры (то что заводилось напрямую на ноги STM32F217 без всяких буферов) были напаяны TVS-диоды ESD5Z5.0T1G (мелкие заразы!)
3.На кабели разъемов ЖКИ, клавиатуры были повешаны ферритовые трансфлюкторы типа таких
http://www.chipdip.ru/product/k1nfr-08/

Сейчас буду по частям отрезать все доработки чтобы найти конкретно что существенно улучшило ситуацию.

[shf_05]

Сейчас буду по частям отрезать все доработки чтобы найти конкретно что существенно улучшило ситуацию.

ставлю на 3-е!

[alexPec]

ставлю на 3-е!

Пожалуй тоже соглашусь

[=AK=]

Пожалуй тоже соглашусь

А я нет. Ферриты хороши для борьбы с излучаемыми помехами. А для повышения устойчивости к внешним помехам они не очень эффективны.

[shf_05]

А я нет. Ферриты хороши для борьбы с излучаемыми помехами. А для повышения устойчивости к внешним помехам они не очень эффективны.

а как же всеми любимые коммон моде чоке? если помехи синфазные и достаточно высокочастотные самое то.
и тем более вешать ферр. фильтр у источника помех будет даже еще лучше...
земля тоже очень важна, но пробросив ее проводами сильно улучшить защиту от ВЧ помех (и импульсных помех) не удастся, если сбоит плата процессора от воздействия на порты ввода-вывода. тут имхо выход один не пустить помеху до этой платы и на будущее подумать о лучшей ее разводке.

[=AK=]

а как же всеми любимые коммон моде чоке? если помехи синфазные и достаточно высокочастотные самое то.

Неуместное сравнение. Если в common mode choke намотано хотя бы по 100 витков, то у него уже примерно на четыре порядка больше индуктивность, чем у феррита, надетого на провод.

Просто феррит на провoде в качестве барьера для помех мало что дает. Зато он сильно меняет волновое сопротивление, поэтому, надетый на середину провода, "разрезает" на две части виртуальную антенну, которой является этот провод. Из-за этого излучение можно заметно снизить.

[shf_05]

=AK=
при всем уважении к вам все же коммон моде чоке и 5-10 витков интерфейсного кабеля все таки одно и то же. даже 1 виток это частный случай коммон моде, ведь число витков определяет индуктивность и диапазон частот. возьмите ферриты на кабелях от принтера, монитора, юсб и многих промышленных интерфейсах

отличие феррита (не М2000!) еще в том, что он обладает большими потерями на "нужных частотах".
http://www.murata.com/products/catalog/pdf/o63e.pdf стр. 13.

к сожалению, я не силен в антеннах и принятой там терминологии, но и коммон моде чоке по сути дела меняет "волновое сопротивление" для синфазной помехи - он делает вход, который он защищает "несогласованным" и помеха отражается и в какой то мере поглощается материалом сердечника т.к. сопротивление катушки активно-реактивное.

феррит+несколько витков провода весьма и весьма весьма эффективно давит некоторые помехи например наносек. импульсы (fast transient burst)- видел сам по осциллографу (я видел с 2кВ до 100В) и по результату воздействия на аппаратуру.

см. замечательную книгу: saxion electromagnetic compatibility 2011 там отлично расписано. - вроде в закромах есть.

тут если приглядеться можно почти на каждом кабеле по ферритику увидеть. аппаратура стоит очень больших денег и производится весьма солидной фирмой, так что пример весьма наглядный.

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 CommonModeChokesW1HIS2006Apr06.pdf ( 1.94 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 220
 Toroid_balun.pdf ( 4.68 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 105