EMC電磁兼容整改常見整改方式詳解

一、何為EMC整改?

EMC整改就是指產(chǎn)品在功能調(diào)試或EMC測試過程中出現(xiàn)問題后所采取的彌補(bǔ)手段。

首先我們從EMC認(rèn)證測試項(xiàng)目說起，EMC認(rèn)證測試主要包含兩大項(xiàng)：EMI(干擾)和EMS(產(chǎn)品抗干擾和敏感度)。

EMI主要測試項(xiàng)：RE(產(chǎn)品輻射，發(fā)射)、CE(產(chǎn)品傳導(dǎo)干擾)、Harmonic(諧波)、Ficker(閃爍)。

EMS主要測試項(xiàng)：ESD(產(chǎn)品靜電)、EFT(瞬態(tài)脈沖干擾)、DIP(電壓跌落)、CS(傳導(dǎo)抗干擾)、RS(輻射抗干擾)、Surge(雷擊)、PMS(磁場抗擾)。

通過這些測試項(xiàng)我們可以看出EMC測試主要圍繞產(chǎn)品的電磁干擾和敏感度兩部分，一旦產(chǎn)品不符合安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)需要EMC整改時(shí)，我們就需要通過一些措施和方法來進(jìn)行整改。

EMC主要是根據(jù)檢測商品在電磁感應(yīng)層面的影響尺寸和抗干擾性的綜合性鑒定，是商品在品質(zhì)安全驗(yàn)證關(guān)鍵的指標(biāo)值之一。許多商品在做商品安全驗(yàn)證時(shí)都是會(huì)碰到產(chǎn)品檢測不過關(guān)的狀況，尤其是在電磁兼容測試檢測(即EMC測試)錯(cuò)誤頻率也是廣泛。當(dāng)商品一旦檢測不過關(guān)，那麼接踵而來的肯定是EMC整改通知單。那麼怎樣開展EMC整頓呢?

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電磁兼容(EMC)問題逐漸成為電子產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。電磁兼容不僅關(guān)系到產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，更與產(chǎn)品的市場競爭力息息相關(guān)。世復(fù)檢測將深入探討EMC電磁兼容整改中常見的整改方式，為相關(guān)從業(yè)人員提供有益參考。

首先我們來從EMC測試項(xiàng)目構(gòu)成說起，EMC主要包含兩大項(xiàng)：EMI(干擾)和EMS(抗干擾和敏感度)。這兩大項(xiàng)中又包括許多小項(xiàng)目，如下圖：

EMC整改意見

· 首先需要雙方的溝通相關(guān)信息，如驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)、摸底的報(bào)告、PCB圖等信息;為什么要確定這么多信息呢?舉例標(biāo)準(zhǔn)方面在車載行業(yè)，如五等級跟二等級那差距就大了去了。在提供相關(guān)資料和溝通后，給出初步的整改建議，定位好EMC整改計(jì)劃。

· 定位手段，對于這里主要可以分為兩點(diǎn)：經(jīng)驗(yàn)判斷，根據(jù)雙方溝通情況，根據(jù)工程師的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合數(shù)據(jù)及測試情況來進(jìn)行判斷;比較測試，根據(jù)再次測試儀器所提供的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析問題。

EMC整改流程

· RE超標(biāo)整改流程

· 電源電纜導(dǎo)致輻射超標(biāo)定位子流程：

· 信號電纜導(dǎo)致輻射超標(biāo)定位子流程：

· 屏蔽體泄漏整改流程：

EMC整改的一些小建議

· 電容的濾波作用

即頻率f越大，電容的阻抗Z越小。當(dāng)?shù)皖l時(shí)，電容C由于阻抗Z比較大，有用信號可以順利通過;當(dāng)高頻時(shí)，電容C由于阻抗Z已經(jīng)很小了，相當(dāng)于把高頻噪聲短路到GND上去了。

· 電容濾波在何時(shí)會(huì)失效整改中常常會(huì)使用電容這種元器件進(jìn)行濾波，往往有“大電容濾低頻，小電容濾高頻”的說法。以常見的表貼式MLCC陶瓷電容為例，進(jìn)行等效模型如下：

容值10nF，封裝0603的X7R陶瓷的模型參數(shù)如下：

由于等效模型中既有電容C，也有電感L，組成了二階系統(tǒng)，就存在不穩(wěn)定性。對電路回路來說，就是會(huì)發(fā)生諧振，諧振點(diǎn)在如下頻率處：

下圖是諧振曲線的示例：

即常說的在諧振點(diǎn)前是電容，諧振點(diǎn)之后就不再是電容了。

· LC濾波何時(shí)使用如果串聯(lián)電感L，再并聯(lián)組成C，就形成了LC濾波：

單獨(dú)一個(gè)電容C是一階系統(tǒng)，單獨(dú)一個(gè)電感L也是一階系統(tǒng)，在幅值衰減斜率是-20dB。但LC組成的二階系統(tǒng)，幅值衰減斜率是-40dB，更靠近理想的“立陡”的截止頻率的效果，即濾波效果更好。

· PWM頻率到底是多少往往提到PWM，比如會(huì)說用20kHz PWM驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。

但實(shí)際上，這個(gè)20kHz僅代表PWM的脈沖周期是50us

對于階躍信號來說，由于上升時(shí)間tr無窮小，則頻率f無窮大。當(dāng)頻率高了之后，寄生參數(shù)則不能在忽略，會(huì)引發(fā)很多諧振的問題。從信號上來看，就是很陡峭的階躍信號會(huì)有過沖和振蕩的問題。簡單來說就是頻率f越大，則噪聲所占的頻率就會(huì)越寬泛，即EMC特性就會(huì)越差。

· 如何將原理圖和PCB對應(yīng)起來由于細(xì)分工種的問題，原理圖和PCB被割裂開來，由兩組人進(jìn)行分工作業(yè)：

例如在原理圖上有如下的電路：

其隱含一個(gè)問題就是在PCB上其實(shí)V1的負(fù)極和C1的負(fù)極是有一條線(PCB layout工具軟件中用的詞比較準(zhǔn)確，Trace，蹤跡/軌跡)。往往在設(shè)計(jì)階段A->B->C是都會(huì)關(guān)注的。如果EMC出現(xiàn)問題，除了要在原理圖上查找電路參數(shù)的問題，還需要特別關(guān)注C->D，即回流路徑。

如果回流路徑不順暢，會(huì)造成信號的畸變。

比如在EMC試驗(yàn)時(shí)，MCU的ADC采集到的信號被干擾到了，則除了在原理圖上分析外，在PCB上講該信號高亮出來，然后再耐心尋找該信號的回流路徑是否有不順暢的地方：對著信號線頭腦中想象回流路徑，有點(diǎn)意識流的感覺。

總結(jié)

三、常見EMC整改輻射問題總結(jié)

上述只是一些比較典型的輻射問題整改方法及定位流程，相對來說比較有效，但是要想徹底解決問題，還是需要在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段考慮充分的EMC設(shè)計(jì)，這樣才能夠預(yù)測到問題并防患于未然，特別是對于一些產(chǎn)品測試階段無法實(shí)施的對策，例如3W原則等，必須在設(shè)計(jì)階段提前考慮到。