電子、電氣產(chǎn)品EMC的工程設(shè)計

中心議題：

• 電子、電氣產(chǎn)品EMC的工程設(shè)計

解決方案：

• 在電子、電氣產(chǎn)品設(shè)計初始階段進行EMC設(shè)計
• 在產(chǎn)品開發(fā)階段建立規(guī)范的EMC設(shè)計體系
• 采用系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計流程，評估、預(yù)測、分析、設(shè)計產(chǎn)品的EMC問題

伴隨科學技術(shù)的發(fā)展，芯片的速率和集成度的不斷提高，高密度電子組裝技術(shù)的進一步廣泛采用，電子、電氣產(chǎn)品正向“輕、薄、短、小”和高功能化發(fā)展，由此產(chǎn)生的電磁騷擾所造成的危害也日益嚴重。保護電磁環(huán)境、防止電磁污染，正在引起各國政府以及有關(guān)國際組織的普遍關(guān)注。因此，電子、電氣產(chǎn)品電磁兼容性指標合格與否，便成為市場準入或市場流通的必要條件。譬如，進入國內(nèi)市場的產(chǎn)品，需要3C認證證書，進入國內(nèi)軍品市場的產(chǎn)品，需要GJB認證證書，進入國際市場，需要相應(yīng)的（EN、SAE、ANSI 、IEC等）認證證書。

目前，為了獲得電子、電氣產(chǎn)品相應(yīng)的EMC測試認證證書，部分企業(yè)還在沿用著測試-整改-測試的方法，進行產(chǎn)品的EMC測試試驗。

殊不知，使用這種方法最終通過EMC認證測試合格的產(chǎn)品大多不是最佳方案，難以取得效果，相反還大大增加產(chǎn)品的重量和成本。而且，使用這種方法無法解決信號頻率與騷擾頻率一致時的問題，還可能影響產(chǎn)品的安全性，使整改無效。譬如：

• 抑制傳導(dǎo)騷擾的超標，最常采用的是增加濾波器或在電源線、信號線上附加磁環(huán)的方法。但如果接地系統(tǒng)設(shè)計不理想，增加濾波器，可能會導(dǎo)致泄漏電流增加，從而影響產(chǎn)品的安全性能，或者影響產(chǎn)品的性能指標，使整改無效。
• 在電源線，信號線上附加濾波器或磁環(huán)，可能會造成信號線上的信號衰減，失真或串擾，使整改無效。
• 增加的濾波器越多，電路失真、短路的概率越大，抗浪涌、抗跌落的能力下降，重量和成本增加的也越多。

故而，電子、電氣產(chǎn)品的EMC問題再也不能放在測試階段予以解決了，應(yīng)該早在產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)階段就要予以考慮。因為：產(chǎn)品的EMC是設(shè)計出來的，不是測試出來的！

在電子、電氣產(chǎn)品設(shè)計的初始階段，同時進行EMC設(shè)計，不但可以把EMC問題的大部分解決在設(shè)計定型之前，而且成本增加不會太大（如圖1所示）。

圖1
如果等到生產(chǎn)階段再去解決這些問題，非但在技術(shù)上將帶來很大難度，而且還會造成人力、物力、財力和時間的極大浪費。

產(chǎn)品的EMC設(shè)計屬于早期預(yù)防，EMC的故障診斷和分析、整改屬于后期補救。產(chǎn)品出現(xiàn)EMC問題常常難以避免，經(jīng)過前期的EMC設(shè)計，即使在后期的認證檢測中出現(xiàn)了問題，問題的數(shù)量和難度也比較小，比從來沒有經(jīng)過EMC設(shè)計的產(chǎn)品要強得多，所耗費的代價也要小得多。

而且后期補救的經(jīng)驗經(jīng)過不斷的總結(jié)，納入下一個產(chǎn)品的EMC設(shè)計中，形成良性循環(huán)，還可以使EMC設(shè)計的內(nèi)容進一步提高。

電磁兼容性（EMC）是一門以電磁場理論為基礎(chǔ)，包括信息、電工、電子、通信、材料、結(jié)構(gòu)等學科的邊緣科學。也是一門實踐性比較強的學科。要完成電子、電氣產(chǎn)品的EMC，企業(yè)在產(chǎn)品的開發(fā)階段就需要建立一套規(guī)范的EMC設(shè)計體系。

采用一套系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計流程，評估、預(yù)測、分析、設(shè)計產(chǎn)品的EMC問題。從產(chǎn)品設(shè)計源頭的根本上解決EMC問題，在研發(fā)流程中融入EMC設(shè)計理念，在產(chǎn)品設(shè)計的各個階段進行EMC綜合設(shè)計，把可能出現(xiàn)的EMC 問題放在研發(fā)前期進行考慮，確保產(chǎn)品樣品出來后，能夠一次性通過EMC 試驗與認證，縮短產(chǎn)品的面市周期。

圖2 設(shè)計規(guī)則檢查表（節(jié)選）

目前比較成熟的EMC設(shè)計系統(tǒng)，主要采用設(shè)計規(guī)則檢查的方式（如圖2所示）。很重要的一點就是企業(yè)逐步建立和日益完善適合企業(yè)特定領(lǐng)域產(chǎn)品的設(shè)計規(guī)范，形成一整套的EMC設(shè)計規(guī)則（如圖3所示），來檢查核對產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中的EMC執(zhí)行情況。

圖3 設(shè)計規(guī)則集（節(jié)選）

在產(chǎn)品開發(fā)過程中，產(chǎn)品EMC設(shè)計主要經(jīng)歷總體規(guī)格方案設(shè)計、原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品試裝、摸底預(yù)測試、認證測試幾個階段。

在每個階段的各個技術(shù)環(huán)節(jié)都編制相應(yīng)的EMC設(shè)計規(guī)則和EMC設(shè)計規(guī)范，指導(dǎo)產(chǎn)品EMC的工程設(shè)計。