電磁兼容(EMC)設(shè)計如何融入產(chǎn)品研發(fā)流程課件VIP

電磁兼容(EMC)設(shè)計如何融入產(chǎn)品研發(fā)流程業(yè)界面臨挑戰(zhàn)(1)一個產(chǎn)品的設(shè)計主要經(jīng)歷總體規(guī)格方案設(shè)計、詳細設(shè)計、原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)試裝、摸底預測試、認證幾個階段“三個沒有”――產(chǎn)品工程師沒有掌握EMC設(shè)計方法、企業(yè)沒有產(chǎn)品EMC設(shè)計流程、企業(yè)沒有具體明確EMC責任人目前業(yè)界很多公司都是在前期設(shè)計階段沒有考慮EMC方面問題，往往是在在產(chǎn)品樣機出來再進行EMC摸底測試，如果這時測試通過，則是比較幸運的。但很不幸的是，大多數(shù)情況下是不能測試通過的，這時出了問題進行整改并需要對產(chǎn)品重新設(shè)計，常常會要進行較大改動業(yè)界面臨挑戰(zhàn)(2)這個階段產(chǎn)品電磁兼容出現(xiàn)問題原因比較多，如果是因為屏蔽問題往往會涉及結(jié)構(gòu)模具改動，如果因為接口濾波問題就會對產(chǎn)品原理圖進行改動，同時導致PCB的重新設(shè)計，還有可能會因為系統(tǒng)接地問題，那就會對整個產(chǎn)品系統(tǒng)重新做調(diào)整，重新設(shè)計這種通過研發(fā)后期測試發(fā)現(xiàn)問題然后再對產(chǎn)品進行的測試修補法業(yè)界比較常見，但往往會導致企業(yè)產(chǎn)品不能及時取得認證而上市，因此也是目前很多走向國際市場公司研發(fā)部門所面臨的困惑。出現(xiàn)這種現(xiàn)狀的根本原因是：沒有把EMC問題在產(chǎn)品設(shè)計前期解決！系統(tǒng)流程法(1)產(chǎn)品工程師可以通過短期的培訓以及通過積累經(jīng)驗基本掌握EMC設(shè)計的方法，但對于一個企業(yè)來講，目前迫切的是建立一套規(guī)范的EMC設(shè)計流程，把電磁兼容要求融入產(chǎn)品設(shè)計中去，這樣才能保證企業(yè)大多產(chǎn)品經(jīng)過這樣的流程順利通過測試認證。如果能從設(shè)計流程的早期階段就導入正確EMC設(shè)計策略，同時研發(fā)工程師掌握正確的EMC設(shè)計方法，從產(chǎn)品設(shè)計源頭解決EMC問題，將可以減少許多不必要的人力及研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品上市周期。系統(tǒng)流程法(2)業(yè)界很多專家對于產(chǎn)品EMC設(shè)計主要從技術(shù)點來講，如屏蔽、濾波、接地、PCB設(shè)計等層面，但對于一個企業(yè)來講，這些都是一些技術(shù)知識點，理論描述，關(guān)鍵是如何在我們企業(yè)的研發(fā)流程中如何實施，同時如何把電磁兼容知識與我們產(chǎn)品設(shè)計結(jié)合，形成針對企業(yè)產(chǎn)品可操做的規(guī)范與CHECKLIST(檢查控制表)？那么如何把EMC設(shè)計融入研發(fā)設(shè)計流程，我們根據(jù)國內(nèi)外著名公司的EMC設(shè)計流程整理總結(jié)出一套先進的流程，我們稱之為：系統(tǒng)流程法(SystemFlowMethod)系統(tǒng)流程法，即主要在研發(fā)流程中融入EMC設(shè)計理念，在產(chǎn)品設(shè)計的各個階段進行EMC設(shè)計控制，把可能出現(xiàn)的EMC問題在研發(fā)前期進行考慮；設(shè)計過程中主要從產(chǎn)品的電路（原理圖、PCB設(shè)計），結(jié)構(gòu)與電纜，電源模塊，接地等方面系統(tǒng)考慮EMC問題，針對可能出現(xiàn)EMC問題進行前期充分考慮，從而確保產(chǎn)品樣品出來后能夠一次性通過測試與認證！系統(tǒng)流程法簡介(1)系統(tǒng)流程法就是在產(chǎn)品設(shè)計的研發(fā)階段，從流程上進行設(shè)計控制，確保EMC的設(shè)計理念，設(shè)計手段在各個階段得以相應的實施，另外EMC設(shè)計從產(chǎn)品的系統(tǒng)角度進行考慮，而不是單純的某個局部，只有這樣才能保證產(chǎn)品最終的EMC性能系統(tǒng)流程法簡介(2)系統(tǒng)流程法具體各個階段工作內(nèi)容如下:產(chǎn)品總體方案設(shè)計產(chǎn)品詳細方案設(shè)計產(chǎn)品原理圖設(shè)計產(chǎn)品PCB設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

產(chǎn)品初樣試裝產(chǎn)品EMC摸底驗證產(chǎn)品認證

產(chǎn)品總體方案設(shè)計在總體方案設(shè)計階段要求對產(chǎn)品的總體規(guī)格進行EMC設(shè)計考慮，主要涉及產(chǎn)品銷售的目標市場，以及需要滿足的標準法規(guī)要求，同時注意后續(xù)潛在目標市場的EMC標準和法規(guī)的要求?；谝陨蠈Ξa(chǎn)品的EMC標準法規(guī)的要求提出產(chǎn)品的總體EMC設(shè)計框圖，并詳細制定產(chǎn)品EMC設(shè)計總體方案，如系統(tǒng)的屏蔽如何設(shè)計，系統(tǒng)整個電源拓撲基礎(chǔ)上濾波如何設(shè)計，產(chǎn)品的接地如何系統(tǒng)考慮等。如果一款復雜數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品，產(chǎn)品定位了歐洲與日本市場，這樣就明確產(chǎn)品進入上述市場就必須通過CE與VCCI認證，就要考慮系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)屏蔽、電源以及信號接口濾波方案，整個系統(tǒng)的接地三個方面，從產(chǎn)品總體方案考慮來達到上述目標市場認證要求。產(chǎn)品詳細方案設(shè)計在產(chǎn)品詳細方案設(shè)計階段主要提出對產(chǎn)品總體硬件EMC設(shè)計方案，如:電源接口，信號接口，電纜選型，接口結(jié)構(gòu)設(shè)計，連接器選型等提出詳細的EMC設(shè)計與選型要求.確保后續(xù)實施過程中能夠重點關(guān)注注意這些要點。如果我們設(shè)計一款醫(yī)療器械產(chǎn)品，就需要注意內(nèi)部數(shù)字電路模塊與模擬電路模塊的隔離，需要從內(nèi)部空間考慮數(shù)字電路對模擬電路的干擾，同時重點注意內(nèi)部電纜接口濾波處理。產(chǎn)品原理圖設(shè)計在產(chǎn)品原理圖設(shè)計階段主要對產(chǎn)品內(nèi)部的主芯片的濾波電路設(shè)計，晶振電源管腳的濾波電路，時鐘驅(qū)動芯片的濾波電路設(shè)計，電源輸入插座的濾波電路設(shè)計，對外信號接口的濾波電路設(shè)計，以及濾波和防護元器件選型，單板功能地和保護地屬性的劃分，單板螺絲孔的屬性定義等提出詳細的方案，確保濾波、接地的EMC手段在此階段進行實施。我們通常設(shè)計以太網(wǎng)接口產(chǎn)品都會用到25MHZ或125MHZ時鐘，那么對時鐘電路的濾波處理就是原理圖設(shè)計階段的重點，需要考慮時鐘電路的電源以及走線如何濾波，磁珠、電阻如何選擇。產(chǎn)品PCB設(shè)計在產(chǎn)品PCB設(shè)計階段，主要考慮對EMC影響巨大的層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵元器件的布局考慮以及高速數(shù)字信號布線。層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮高速信號與電源平面的回流。布局階段特別要考慮PCB上面的關(guān)鍵芯片器件擺放，如晶振位置，數(shù)字模擬電路設(shè)置，接口防護濾波電路的擺放，高頻濾波電容等擺放，PCB的接地螺釘個數(shù)和位置設(shè)置，連接器的接地管腳設(shè)置，地平面和電源平面的詳細分割等。在布線階段將重點考慮高速不跨分割，關(guān)鍵敏感信號的走線保護，減小串繞等。曾經(jīng)有一款產(chǎn)品由于晶振布局位置不當，靠近接口電纜導致電磁兼容輻射發(fā)射項目測試超標，就是因為在PCB布局階段沒有考慮好晶振這樣關(guān)鍵器件的布局！產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計方案在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案設(shè)計階段，主要針對產(chǎn)品需要滿足EMC法規(guī)標準，對產(chǎn)品采用什么屏蔽設(shè)計方案、選擇什么屏蔽材料，以及材料的厚度提出設(shè)計方案，另外對屏蔽體之間的搭接設(shè)計，縫隙設(shè)計考慮，同時重點考慮接口連接器與結(jié)構(gòu)件的配合。如果我們設(shè)計一款ADSL上網(wǎng)的終端產(chǎn)品，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計就有金屬架構(gòu)或塑料機構(gòu)選擇，這對與EMC屏蔽會導致有完全不同的結(jié)果！另外對于金屬屏蔽結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，需要考慮接口如232、以太網(wǎng)口、USB接口連接器與結(jié)構(gòu)搭接，保證搭接阻抗足夠小，否則會導致系統(tǒng)EMI測試超標！產(chǎn)品初樣試裝在產(chǎn)品初樣試裝階段，主要是對產(chǎn)品設(shè)計前期總體設(shè)計方案，詳細設(shè)計方案，PCB布局設(shè)計以及結(jié)構(gòu)模型等各個環(huán)節(jié)的EMC設(shè)計控制措施的檢驗，看看前期提出設(shè)計方案的執(zhí)行程度；另外主要檢查檢查電路單板與結(jié)構(gòu)之間的配合，是否還存在EMC隱患，提前發(fā)現(xiàn)問題，便于后續(xù)做產(chǎn)品正樣的時候一起完善。通常我們會在這個階段發(fā)現(xiàn)一些結(jié)構(gòu)加工工藝問題以及設(shè)備內(nèi)部電纜走線錯誤，需要更正產(chǎn)品EMC摸底驗證在產(chǎn)品試裝完成后，如果沒有什么特別配合上面的問題，就可以對樣機按照總體設(shè)計方案預設(shè)的目標市場的法規(guī)標準進行EMC摸底測試，看看產(chǎn)品是否能夠滿足預設(shè)標準要求.前期設(shè)計方案能否滿足標準要求都需要在這個階段驗證出來，如果還存在什么問題就需要把存在的問題定位出來，便于產(chǎn)品在下次PCB改板和結(jié)構(gòu)正樣的時候一起優(yōu)化更改。產(chǎn)品認證如果在產(chǎn)品按照預先設(shè)計的方案和方法EMC測試能夠通過，那么我們可以進行產(chǎn)