- 電子、電氣產(chǎn)品EMC的工程設(shè)計
- 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
跟名家學(xué)電磁兼容——標準、設(shè)計、故障分析
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伴隨科學(xué)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?dāng)_,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(xué)科的邊緣科學(xué)。也是一門實踐性比較強的學(xué)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。