【導讀】傳統的電子產品的開發設計思路都是產品成型后再進行一系列的測試，通過測試判定產品是否符合各項指標的要求，但是這種設計思路存在的弊端就是只能等產品成型后再進行驗證，項目周期會非常長，同時一旦產品驗證失敗，需要進行一系列的整改、測試，這樣對于整個項目的周期、成本都是非常大的浪費。本文主要是從項目開發的并行角度闡述如何結合EMC設計到開發過程中，來解決這一設計管理問題。
電子技術正在朝著不斷智能化方向飛速發展。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。電磁的兼容性是目前電子產品開發過程中比較頭疼的一件工作，而目前國際標準對這方面要求非常嚴格，認證機構也有嚴格的產品上市管理體系，這就需要我們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。按照此開發流程，在調試階段才會進行EMC測試，首次對產品的EMC性能進行判定，一旦測試合格，就進行項目結案，我們不清楚產品究竟優點在哪里；但是一旦產品出現問題，也只能在現有的基礎上進行修修補補。真正的要想做好產品，必須從產品的開發初期就將EMC考慮進去。
在需求分析階段，我們就對產品的應用環境進行評估，包括產品的未來考慮的市場范圍，對應市場的基本要求。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行評估、考量；產品的方案評審階段需要對產品具體的指標如何在產品設計過程進行考量，包括實現方式是裸機狀態實現？還是應用電路實現？需要將這些具體的指標進行明確；在設計階段就需要對硬件電路、結構設計、工藝安裝、接地設計、PCB設計進行綜合評估。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、結構設計、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。我們需要逐個考慮這些環節的EMC問題，并在這個階段把所有的風險都預估出來，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；調試階段必須對產品立項階段制定的指標一一進行驗證，對于出現的問題再利用設計階段中設計的措施進行調整，這樣就可以系統的解決問題，收尾驗證就按照行業要求進行認證上市。
2 細節決定成敗：
電子產品開發設計過程中，傳統的思路認為只要電路設計充分就可以解決所有問題，但是通過多年的實踐證實，僅僅做好電路設計是不可能解決EMC方面的問題的，必須關注其它影響：
2.1端口電路設計：
供電端口電路有必不可少的三部分：安全防護、濾波電路及電源轉換，關于這三部分的布局設計必須遵守走直線的原則。如果按照圖2左圖設計，當輸入端口的瞬時脈沖輸入，這種瞬時脈沖存在高頻分量（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，就如我們上面所講，必須按照走直線的原則（如圖2右圖）進行設計。
2.2 I/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第一幅圖的端口防護器件的接地和后端被保護的IC的地進行共地設計，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，很容易導致IC地電位抬高而出現異常；改善方案主要有兩種：如果系統是兩線制設備（無地線）系統外殼也是非金屬材質，此地線設計也必須將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，可以采用這兩個部分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，這種情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，但是一定要和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，通過右圖5就可以看到端口設計了TVS管防護ESD，但是如果布線按照第一幅圖這樣走線，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，走線阻抗大，所以對于端口的防護電路設計一定要遵守靠近端口的原則進行設計PCB.
2.3 EMI電路設計：
金升陽電源自身在電磁干擾方面投入了很大的設計成本，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出現電磁干擾超標的問題；此時，很多的設計工程師都會認為問題的根源在于電源，這種認識其實是有誤區，因為電磁干擾傳導騷擾測試項目，主要是針對電源端口的，那么電源端口就成了他的傳輸路逕，所有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，主要的部分還包括整機中的其他部分產生的電磁干擾，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行抑制，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。那么這就要求我們的整機設計人員在設計電源前端時候，一定要按照電源廠家推薦的應用電路進行設計，例如：LH15產品應用過程中出現EMI超標問題（見下圖）。
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CLASS B要求，而且余量非常充分。
圖7上圖為金升陽電源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CLASS B要求，甚至連CLASS A都無法滿足要求，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，在應用過程中一定要留應用部分，具體參數可參考具體產品對應的規格書。金升陽的電源產品在規格書中都會有應用電路這一欄，會將在應用電路的基礎上實現的指標，描述的非常詳細。
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，甚至會付出沉重的成本代價。目前，行業內對于這方面的設計失敗原因局限于電源方面，而忽視PCB設計、結構設計及接地設計等方面。有效解決EMC問題，需要我們在設計初期就充分評審指標定位、應用環境；在設計過程中充分評審電路圖設計、原材料選型、PCB繪制、結構設計、工藝安裝等各方面，不斷地優化開發流程，實現在開發過程中考量所有問題。
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