EMC是什么？EMC中的产品架构浅析

　　EMC（ElectromagneticCompatibility）

　　电磁兼容，是指设备或系统在电磁环境中性能不降级的状态。电磁兼容，一方面要求系统内没有严重的干扰源，一方面要求设备或系统自身有较好的抗电磁干扰性。电磁兼容是一门新兴的综合性边缘学科，它主要研究电磁波辐射，电磁干扰，雷击，电磁材料等方面。

　　EMI （ElectromagneticInterference）

　　电磁干扰，是指电子设备自身工作过程中，产生的电磁波，对外发射，从而对设备其它部分或外部其它设备造成干扰。例如，TV荧光屏上常见的“雪花”，便表示接受到的讯号被干扰。

　　EMS （ElectromagneticSusceptibility）

　　电磁敏感度，是指设备受电磁干扰的敏感程度，越敏感的设备，越容易受到干扰。

　　因为有了EMI，才有了EMC，因为EMS达标，才能实现EMC。

　　EOS（Electrical overstress）

　　在半导体环境中，电过载（EOS）这一术语用于说明当电子器件承受的电流或电压超出器件的规范限值时可能发生的一种现象。电过载可能会对整个器件或器件的--部分造成热损坏。热损坏是因发生EOS事件期间产生过多热量而引起。当器件承受高电压或高电流时，器件内的连接会发生电阻加热，从而使温度过高。通常，过多热量处于施加电气应力的区域周围。这会导致器件损坏，并且大多数情况下，这种损坏肉眼可见。

　　EOS可能因单次非重复性事件或者持续的周期或非周期事件而引起。EOS事件可以是瞬时事件（仅持续几亳秒），在满足条件的情况下也可以是持续事件。EOS能量耗尽后， 器件可能永久损坏，也可能无法正常工作或者只有一部分可以正常工作。

　　ESD （Electro-Static discharge）

　　静电放电（ESD）是一种最常见的电磁兼容（ Electro-Magnetic Compliance， EMC）现象。术语“静电”表示特定物质在与其他物质接触（例如，用脚在羊毛地毯上摩擦）时累积的静电荷。有时在触摸金属或汽车时会产生电火花，这就是静电放电（ESD）现象。放电量取决于物质和环境（包括湿度）。

　　ESD现象不仅仅发生在人与带静电物质接触的情况下。机器和家具（例如，工作台）也会累积静电，并在与电气元件接触时发生放电。

　　EMS = EMI + EMS

　　（电磁干扰） （电磁敏感度）

　　

　　电磁干扰（EMI）的原理

　　ESD、EMI、EMC 设计是电子工程师在设计中遇到常见难题，电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。 所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。

　　

　　EMC包括EMI（电磁干扰）及EMS（电磁耐受性）两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

　　在电子产品的设计中，为获得良好的EMC性能和成本比，对产品进行EMC设计是重要的；电子产品的EMC性能是设计赋予的。测试仅仅是将电子产品固有的EMC性能用某种定量的方法表征出来。对于EMC设计来讲：

　　首先，应在研发前期考虑EMC设计如果产品设计前期不考虑EMC问题，仅寄希望于测试阶段解决（表现为通过整改来解决设计成型产品的EMC问题，这样大量的人力和物力都投入在后期的测试/验证、整改阶段）。那么，即使产品整改成功，大多情况下还是会由于整改涉及电路原理、PCB设计、结构模具的变更，导致研发费用大大增加，周期大大延长。只有在前期产品设计过程中考虑与预测EMC问题，把EMC变成一种可控的设计技术，并行和同步于产品功能设计的过程，才能一次性地把产品设计好。

　　其次，应该系统化的进行EMC设计通过设计提高电子产品的EMC性能，绝对不是企业内EMC专家一个人所赋予的，因为EMC绝对不可能脱离产品硬件、结构等实物而存在。因此，要使设计的电子产品一次取得良好的EMC性能，就需要提高产品设计工程师的EMC经验与意识问题。如硬件工程师，除了原先必须掌握的电路设计知识外，还应该掌握EMI和EMS抗干扰设计的基本知识；PCB设计工程师需要掌握相应的器件布局、层叠设计、高速布线方面的EMC设计知识；结构工程师也需要了解产品结构的屏蔽等方面的设计知识。因为这些共同参与产品设计的工程师，要去实现FMC专家在产品设计过程中所提出的意见，就要理解、领会EMC专家所提出的建议的奥秘，并与各自领域的设计特点相结合，将所有EMC问题的萌芽消灭在产品设计阶段。只有所有参与产品设计的开发人员共同提高EMC素质，才能设计出具有高性能EMC的电子产品。

　　一般电子产品设计时不考虑EMC问题，就会导致EMC测试失败，以致不能通过相关法规的认证。下图概述了EMC、EMI、ESD评审的要点。

　　EMC、EMI、ESD 改善的要点

　　接地、屏蔽、滤波

　　随着电气电子技术的发展，家用电器产品日益普及和电子化，广播电视、邮电通讯和计算机及其网络的日益发达，电磁环境日益复杂和恶化，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，电气电子产品的电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）的问题越来越受到工程师和生产企业的重视。在ESD防护中，大体可以分为两大类。

　　传导性ESD防护对静电电流在电路中防护主要使用一些保护器件，在敏感器件前端构成保护电路，引导或耗散电流。此类保护器件有：陶瓷电容，压敏电阻，TVS管等。

　　辐射性ESD防护对于静电产生的场对敏感电路产生影响，防护方法主要是尽量减少场的产生和能量，通过结构的改善增加防护能力，对敏感线路实施保护。对场的保护通常比较困难，在改良实践中探索出了一种叫做等位体的方法。通过有效地架接，是壳体形成电位相同体，抑制放电。事实证明此种方式有效易于实施。

　　防护静电的一般方法有许多，包括减少静电的积累；使产品绝缘，防止静电发生；对敏感线路提供支路分流静电电流；对放电区域的电路进行屏蔽；减少环路面积以保护电路免受静电放电产生的磁场的影响。有针对直接放电的，也有针对关联场的耦合。

　　电磁兼容认证

　　产品的EMC认证是依据产品的电磁兼容标准和相应的技术要求，经过认证机构测试确认，并通过颁发认证证书和认证标志来证明某一产品符合相应标准和相应技术的要求。

　　在我国EMC认证已纳入3C认证范围（中国强制认证，英文名称为“China Compulsory Certification”，英文缩写为“CCC”，也可简称为“3C”），国家对有强制性电磁兼容国家标准或强制性电磁兼容行业标准以及标准中有电磁兼容强制条款的产品实行安全认证制度，对这些实施电磁兼容安全认证的产品在进入流通领域实施强制性监督管理（没有进行电磁兼容安全认证就不能进入流通领域）。

　　对有推荐性电磁兼容国家标准或推荐性电磁兼容行业标准的产品实行合格认证制度，企业可以根据自愿的原则向认证机构申请认证。

　　EMC认证机构：中国电磁兼容认证委员会 （CEMC）

　　认证测试必须在国家技术监督局认可的EMC测试机构进行。

　　电磁兼容技术包括了对电磁学、电子学、材料学、等多方面知识的综合。随着电子产品的日益普及以及对电磁危害的逐渐认识，减小电磁干扰已经成为了目前电子科学界的重要课题，如今的电路都已集成化、模块化，所以现在的电路分析和设计也可以说成是系统的分析和设计，相信对这门技术的深入研究会对今后的电子产品性能的提高有显著影响。