何謂EMC？EMC的設計理念是什么？

1、EMC的概念

EMC（Electro Magnetic Compatibility）——電磁兼容，是指電子、電氣設備或系統(tǒng)在預期的電磁環(huán)境中，按設計要求正常工作的能力。就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學科，也是一門以電磁場理論為基礎，包括信息、電工、電子、通信、材料、結構等學科的邊緣科學，同時也是一門實踐性比較強的學科，需要產(chǎn)品工程師具有豐富的實踐知識。

電磁兼容的中心課題是研究如何控制和消除電磁干擾，使電子設備或系統(tǒng)與其他設備聯(lián)系在一起工作時，不導致設備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能的惡化或降低。

一個設計理想的電子設備或者系統(tǒng)應該既不發(fā)射任何不希望的能量，又應該不受任何不希望有的能量的影響。當然，在電子設備或系統(tǒng)出廠前，衡量其EMC性能好壞的主要依據(jù)就是EMC測試結果。這些測試，就是衡量一個產(chǎn)品模擬產(chǎn)品在實際工作環(huán)境中發(fā)生的一些騷擾和干擾，如下圖所示：

一般電子產(chǎn)品設計時不考慮EMC問題，就會導致EMC測試失敗，以致不能通過相關法規(guī)的認證，而不能出廠銷售。即使這種產(chǎn)品應用到實際工作環(huán)境中，也會出現(xiàn)一些實際問題。因此，在實際應用中，需要不斷地研究出實用的方法來消除電磁干擾和騷擾。例如，工程師們根據(jù)需求設計出了效果良好的濾波電路，置于產(chǎn)品I/O接口的前級，可使大多數(shù)因傳導而進人系統(tǒng)的干擾噪聲消除在電路系統(tǒng)的人口處;設計出了隔離電路（如變壓器隔離和光電隔離等）解決通過電源線、信號線和地線進人電路的傳導干擾，同時阻止因公共阻抗、長線傳輸而引起的干擾;設計出了能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量;或通過選擇元器件和合理安排電路系統(tǒng)，使干擾的影響減小。

目前，衡量一個產(chǎn)品的EMC的性能主要從以下兩個方面來考慮。

（1）EMI （Electro Magnetic Interference）——電磁干擾性能。即處在一定環(huán)境中的設備或系統(tǒng)正常運行時，不應產(chǎn)生超過相應標準所要求的電磁能量干擾。這樣的電磁干擾有：

從電源線傳導出來的電磁騷擾;

從信號線、控制線傳導出來的騷擾;

從產(chǎn)品殼體（包括產(chǎn)品中的所有電纜）輻射出來的騷擾;

從電源端口傳導出來的諧波電流（Harmonic）;

電源端口產(chǎn)生的電壓波動和閃爍（Fluctuation and Flicker）。

（2）EMS Electro Magnetic Susceptibility）—電磁抗擾度性能。即處在一定環(huán)境中的設備或系統(tǒng)正常運行時，設備或系統(tǒng)能承受各種類型的電磁能量干擾。這種電磁能量干擾主要有：

靜電放電（ESD）;

電源端口的電快速瞬變脈沖群;

信號線、控制線端口的電快速瞬變脈沖群;

電源端口的浪涌和雷擊;

信號線、控制線端口的浪涌和雷擊;

從空間傳遞給產(chǎn)品殼體的電磁輻射;

電源端口傳入的傳導干擾;

電源端口的電壓跌落與中斷。

EMC 設計則是在產(chǎn)品設計過程中，利用一定的設計技巧和額外的技術手段提高產(chǎn)品的EMC性能（包括產(chǎn)品的抗干擾能力和產(chǎn)品的抗騷擾水平），并能在一定環(huán)境中按照產(chǎn)品的設計期望正常運行。為了衡量到達實際應用環(huán)境前產(chǎn)品的EMC性能，則需要進行EMC測試。對應于以上產(chǎn)品各項EMC指標，EMC測試通常也有如下兩個方面。

（1）EMI電磁干擾測試

電源線傳導騷擾（CE）測試;

信號、控制線傳導騷擾（CE）測試;

輻射騷擾（RE）測試;

諧波電流（Harmonic）測試;

電壓波動和閃爍（Fluctuation and Flicker）測試。

（2）EMS電磁抗擾度測試

靜電放電（ESD）抗擾度測試;

電源端口的電快速瞬變脈沖群（EFT/B）抗擾度測試;

信號線、控制線的電快速瞬變脈沖群（EFT/B）抗擾度測試;

電源端口的浪涌（SURGE）和雷擊測試;

信號線、控制線的浪涌（SURGE）和雷擊測試;

殼體輻射抗擾度（RS）測試;

電源端口的傳導抗擾度（CS））測試;

信號線、控制線的傳導抗擾度（CS）測試;

電源端口的電壓跌落與中斷測試（DIP）。

2、EMC設計理念

在電子產(chǎn)品的設計中，為獲得良好的EMC性能和成本比，對產(chǎn)品進行EMC設計是重要的。

電子產(chǎn)品的EMC性能是設計賦予的。測試僅僅是將電子產(chǎn)品固有的EMC性能用某種定量的方法表征出來。對于企業(yè)規(guī)范化EMC設計來講可按照以下3步實現(xiàn)。

第1步：應在研發(fā)前期考慮EMC設計。

如果產(chǎn)品設計前期不考慮EMC問題，僅寄希望于測試階段解決（表現(xiàn)為通過整改來解決設計成型產(chǎn)品的EMC問題，這樣大量的人力和物力都投入在后期的測試/驗證、整改階段）。那么，即使產(chǎn)品整改成功，大多情況下還是會由于整改涉及電路原理、PCB設計、結構模具的變更，導致研發(fā)費用大大增加，周期大大延長。

只有在前期產(chǎn)品設計過程中考慮與預測EMC問題，把 EMC變成一種可控的設計技術，并行和同步于產(chǎn)品功能設計的過程，才能一次性地把產(chǎn)品設計好。

第2步：通過設計提高電子產(chǎn)品的EMC性能，絕對不是企業(yè)內(nèi) EMC專家一個人所賦予的，因為EMC絕對不可能脫離產(chǎn)品硬件、結構等實物而存在。

因此，要使設計的電子產(chǎn)品一次取得良好的EMC性能，就需要提高產(chǎn)品設計工程師的EMC經(jīng)驗與意識問題。如硬件工程師，除了原先必須掌握的電路設計知識外，還應該掌握EMI和EMS抗干擾設計的基本知識;PCB設計工程師需要掌握相應的器件布局、層疊設計、高速布線方面的EMC設計知識;結構工程師也需要了解產(chǎn)品結構的屏蔽等方面的設計知識。

因為這些共同參與產(chǎn)品設計的工程師，要去實現(xiàn)EMC專家在產(chǎn)品設計過程中所提出的意見，就要理解、領會EMC專家所提出的建議的奧秘，并與各自領域的設計特點相結合，將所有EMC問題的萌芽消滅在產(chǎn)品設計階段。只有所有參與產(chǎn)品設計的開發(fā)人員共同提高EMC素質，才能設計出具有高性能EMC的電子產(chǎn)品。

第3步：企業(yè)要自己建立一套規(guī)范的EMC設計體系和設計分析方法。

企業(yè)要自己建立一套規(guī)范的EMC設計體系和設計分析方法，即在研發(fā)流程中融入EMC設計分析及風險評估的過程，在產(chǎn)品設計的各個階段進行EMC的評估和分析控制，把可能出現(xiàn)的EMC問題在研發(fā)前期進行考慮，并預測EMC測試的失敗風險。

針對可能出現(xiàn)的EMC問題進行前期充分考慮，并找到解決方案，從而確保產(chǎn)品設計結束后能夠一次性通過測試與認證。當然，這對于企業(yè)來講，也將減少不必要的人力及研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品上市周期。

責任編輯：lq6