簡(jiǎn)述電子設計中的EMC、EMI、ESD

       設計是電子工程師在設計中遇到常見(jiàn)難題，電磁兼容性（EMC）是指設備或系統在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設備在正常運行過(guò)程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。 所謂電磁干擾是指任何能使設備或系統性能降級的電磁現象。而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設備或系統的性能下降。

       EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部份，所謂EMI電磁干擾，乃為機器本身在執行應有功能的過(guò)程中所產(chǎn)生不利于其它系統的電磁噪聲；而EMS乃指機器在執行應有功能的過(guò)程中不受周?chē)姶怒h(huán)境影響的能力。

       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(jìn)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(lái)。對于EMC設計來(lái)講：

首先，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(wèn)題，僅寄希望于測試階段解決（表現為通過(guò)整改來(lái)解決設計成型產(chǎn)品的EMC問(wèn)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(huì )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(cháng)。只有在前期產(chǎn)品設計過(guò)程中考慮與預測EMC問(wèn)題，把EMC變成一種可控的設計技術(shù)，并行和同步于產(chǎn)品功能設計的過(guò)程，才能一次性地把產(chǎn)品設計好。

其次，應該系統化的進(jìn)行EMC設計。

        通過(guò)設計提高電子產(chǎn)品的EMC性能，**不是企業(yè)內EMC專(zhuān)家一個(gè)人所賦予的，因為EMC**不可能脫離產(chǎn)品硬件、結構等實(shí)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(wèn)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(xiàn)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(shí)現FMC專(zhuān)家在產(chǎn)品設計過(guò)程中所提出的意見(jiàn)，就要理解、領(lǐng)會(huì )EMC專(zhuān)家所提出的建議的奧秘，并與各自領(lǐng)域的設計特點(diǎn)相結合，將所有EMC問(wèn)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(kāi)發(fā)人員共同提高EMC素質(zhì)，才能設計出具有高性能EMC的電子產(chǎn)品。

      一般電子產(chǎn)品設計時(shí)不考慮EMC問(wèn)題，就會(huì )導致EMC測試失敗，以致不能通過(guò)相關(guān)法規的認證。下圖概述了EMC、EMI、ESD評審的要點(diǎn)。

EMC、EMI、ESD評審的要點(diǎn)

EMC、EMI、ESD評審的要點(diǎn)

       隨著(zhù)電氣電子技術(shù)的發(fā)展，家用電器產(chǎn)品日益普及和電子化，廣播電視、郵電通訊和計算機及其網(wǎng)絡(luò )的日益發(fā)達，電磁環(huán)境日益復雜和惡化，使我們逐漸關(guān)注設備的工作環(huán)境，日益關(guān)注電磁環(huán)境對電子設備的影響，電氣電子產(chǎn)品的電磁干擾(EMI)和電磁兼容性(EMC)的問(wèn)題越來(lái)越受到工程師和生產(chǎn)企業(yè)的重視。在ESD防護中，大體可以分為兩大類(lèi)。

傳導性ESD防護

         對靜電電流在電路中防護主要使用一些保護器件，在敏感器件前端構成保護電路，引導或耗散電流。此類(lèi)保護器件有：陶瓷電容，壓敏電阻，TVS管等。

輻射性ESD防護

        對于靜電產(chǎn)生的場(chǎng)對敏感電路產(chǎn)生影響，防護方法主要是盡量減少場(chǎng)的產(chǎn)生和能量，通過(guò)結構的改善增加防護能力，對敏感線(xiàn)路實(shí)施保護。對場(chǎng)的保護通常比較困難，在改良實(shí)踐中探索出了一種叫做等位體的方法。通過(guò)有效地架接，是殼體形成電位相同體，抑制放電。事實(shí)證明此種方式有效易于實(shí)施。

        防護靜電的一般方法有許多，包括減少靜電的積累；使產(chǎn)品絕緣，防止靜電發(fā)生；對敏感線(xiàn)路提供支路分流靜電電流；對放電區域的電路進(jìn)行屏蔽；減少環(huán)路面積以保護電路免受靜電放電產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響。有針對直接放電的，也有針對關(guān)聯(lián)場(chǎng)的耦合。