產品開發過程中的EMC設計

電子技術正朝著智能化方向飛速進展。對于智能化的高科技產品，需要集成多個功能模塊，而這些模塊之間的兼容性就是當前電子產品設計的重中之重。電磁兼容性是目前電子產品開發過程中比擬困難的一項工作，目前國際對電磁兼容性方面特別嚴格標準，認證機構也有嚴格的產品上市治理體系，這就需要在產品開發過程中就融入EMC設計，只有做到這一點才能夠更加高效的完成一個優質的產品。

1體系管控形成質變

傳統的開發流程分為5個環節，產品的需求分析、方案評審、設計階段、調試階段、驗證階段。根據此開發流程，在調試階段才會進展EMC測試，首次對產品的EMC性能進展判定，一旦測試合格，就進展工程結案，此流程缺點是不清晰產品畢竟優點在哪里；一旦產品消失問題，也只能在現有的根底上進展修補。真正的要想做好產品，必需從產品的開發初期就將EMC考慮進去。在需求分析階段，對產品的應用環境進展評估，包括產品的將來考慮的市場范圍，對應市場的根本要求。

尤其是產品應用環境，特定環境產品實現的技術指標要重點進展評估、考量；產品的方案評審階段需要對產品詳細的指標如何在產品設計過程進展考量，包括實現方式是裸機狀態實現？還是應用電路實現？需要將這些詳細的指標進展明確；在設計階段需要對硬件電路、構造設計、工藝安裝、接地設計、PCB設計進展綜合評估。傳統的思維模式認為只需要設計好電路就可以解決EMC問題，其實工藝安裝、構造設計、接地設計、PCB設計對產品整機EMC性能的影響遠遠大于電路本身。逐個考慮這些環節的EMC問題，并在這個階段把全部的風險都預估出來，同時要有對策保障，只有做到這一點才能夠在下個環節“調試階段”處理地得心應手；調試階段必需對產品立項階段制定的指標一一進展驗證，對于消失的問題再利用設計階段中設計的措施進展調整，這樣就可以系統的解決問題，收尾驗證就根據行業要求進展認證上市。

2細節打算成敗

2.1端口電路設計供電端口電路有必不行少的三局部：安全防護、濾波電路及電源轉換，關于這三局部的布局設計必需遵守走直線的原則。假如根據圖2(1)設計，當輸入端口的瞬時脈沖輸入，這種瞬時脈沖存在高頻重量（如圖3），會形成走線和走線之間的耦合，從而導致濾波電路失效，甚至隔離電源隔離產生的穩定直流電壓也會受到影響，實現不了原有的設計功能。要把電路的設計功能落實到實際的應用中，就如上面所講，必需根據走直線的原則如圖2(2)進展設計。

2.2I/O口電路設計I/O口電路的設計同樣受到PCB布局及接地設計的影響。如圖4(1)的端口防護器件的接地和后端被愛護IC的地進展共地設計，這種設計一旦瞬態脈沖被鉗位卸放到地上面，由于這個地同時也是IC的參考地，很簡單導致IC地電位抬高而消失特別；改善方案主要有兩種：假如系統是兩線制設備（無地線）系統外殼也是非金屬材質，此地線設計也必需將IC的參考地和防護器件的地分開，不能共用在一起，但是由于此系統屬于無地線系統，可以采納這兩個局部分別鋪設不同的接地區域，然后使用Y電容將兩個區域的地線連接在一起。另外一種是系統有設計地線或者外殼屬于金屬外殼，這種狀況就可以將防護器件的接地直接連到外殼地或者通過Y電容連接到外殼地，但是肯定要和IC的參考地分開。上面提到的PCB走線的設計導致防護電路失效的問題，通過圖5就可以看到端口設計了TVS管防護ESD，但是假如布線根據圖5(1)這樣走線，極易導致IC損壞，但是TVS管還沒有動作的，主要是由于現有的ESD或者EFT都是高頻干擾，走線阻抗常大，所以對于端口的防護電路設計肯定要遵守靠近端口的原則進展設計PCB。

2.3EMI電路設計金升陽電源在電磁干擾方面內部增加了濾波電路、屏蔽措施等，保證符合承諾的各項指標要求，但是電源在應用方面還是難免消失電磁干擾超標的問題；此時，許多設計工程師都會認為問題的根源在于電源，這種其實是有誤區，由于電磁干擾傳導騷擾測試工程，主要是針對電源端口，那么電源端口就成了其傳輸路逕，全部的電磁干擾都會經過電源端口到達被測設備，測試設備測試到的電磁干擾除了來自電源本身外，主要還包括整機中的其他局部產生的電磁干擾，以及設備內部寄生參數的諧振產生的電磁干擾。電源內部的濾波器無法對這類電磁干擾進展抑制，這些電磁干擾就通過電源端口耦合到測試設備。為了應對千差萬別的應用環境，電源廠家設計濾波器時，除了抑制電源內部干擾，還會考慮到濾波器衰減特性及頻譜特性，盡量預留最大的設計余量。那么這就要求整機設計人員在設計電源前端時候，肯定要根據電源廠圖7整機測試傳導騷擾家推舉的應用電路進展設計，例如：LH15產品應用過程中消失EMI超標問題（見圖6）。圖6為金升陽電源LH15-13B05傳導騷擾測試結果，此結果符合EN55022/CISPR22的CLASSB要求，而且余量特別充分。圖7為金升陽電源LH15-13B05的電源應用到某品牌產品上面后，整機測試傳導騷擾結果，此結果無法符合EN55022/CISPR22的CLASSB要求，甚至連CLASSA都無法滿意要求，更不用說設計余量。所以電源即使內部電磁干擾設計等級再高，在應用過程中肯定要留應用局部，詳細參數可參考詳細產品對應的規格書。

3結語

整機電磁兼容設計其實是一個系統性工程，任何一個點設計不到位都可能導致設計失敗，甚至會付出沉重的本錢代價。目前，行業內對于這方面的設計失敗緣由局限于電源方面，而無視PCB設計、構造設計及接地設計等方面。有效解決EMC問題