中国电子企业的电磁兼容设计挑战及应对策略分析

本文主要介绍目前国际和国内一些电磁兼容(EMC)要求，以及中国本土企业所处现状，并对如何从设计层面解决所面临的电EMC问题给出一些策略。只要企业改变过去的设计观念，提高工程师的设计水平，建立一套实践性强的设计流程，就可以很从容地解决EMC问题。    工业设备、医疗仪器、信息技术设备、汽车电子、电力自动化设备等产生的电磁干扰不仅会干扰公共安全和通信设备的工作，相互间干扰还可能造成性能下降乃至无法工作，甚至产生事故和损坏设备，而且对居民的日常生活甚身体健康会造成一定影响和危害。因此保护电磁环境、防止电磁干扰、解决电磁兼容的问题，已引起世界各国及相关国际组织的普遍关注。    上世纪90年代以来，许多国家都相继颁布相关法令、管理规范及标准，纷纷采取措施加强对产品的电磁兼容认证。如欧盟规定所有进入欧盟的电子、电器产品必须符合CE认证的要求；而进入北美地区的电子产品，必须满足FCC认证要求。从2003年８月１日开始，中国也对强制性产品认证进行执法监督，对于属于《第一批实施电磁兼容安全认证的产品目录》内的产品，没有通过3C认证的，则不得出厂销售、进口或在经营性活动中使用。后续这个强制认证目录还会不断地增加产品种类，最终达到所有的电子产品都需要进行强制认证。    目前所有发达地区都对电子产品的出口都有电磁兼容的强制要求，而且中国也正有计划地按步骤对电子产品实施强制认证。因此中国企业不论产品是出口还是内销，都会面临这样一个问题，即如何使自己的产品满足相应市场中的电磁兼容要求，快速取得相关认证，从而顺利进入目标市场。    电磁兼容设计是一门以电磁场理论为基础，包括信息、电工、电子、通信、材料、结构等学科的边缘科学，同时也是一门实践性比较强的学科，需要产品工程师掌握丰富的实践知识。而目前来讲，中国具有丰富电磁兼容理论与实践知识的硬件工程师相对较少。除了缺少专业的EMC设计人才，很多企业没有具体明确EMC责任人，没有具体负责的EMC工程师，企业没有产品EMC设计流程，于是在电磁兼容设计方面遇到不少的挑战。

产品类别	北美地区FCC认证	欧盟地区CE认证	中国3C认证
信息技术设备	FCC PART15	EN55022EN55024	GB9254GB/T17618
音视频设备	FCC PART15	EN55013EN55020	GB13837GB/T9383
医疗设备	FCC PART18	EN55011	GB4824

表: 不同类别产品需要通过的电磁兼容标准与认证   如何有效应对电磁兼容要求挑战？    产品不能通过电磁兼容要求的认证，就不能进入对应的市场，因此企业必须解决电磁兼容这个难题。从经验来看，以下是一些有效应对电磁兼容挑战的对策：    首先，在研发前期考虑电磁兼容设计。对于电磁兼容问题，大部分企业都在产品设计前期不考虑，都是寄希望在测试阶段解决，也就是串行设计：产品功能设计完成后再进行产品EMC设计。所以表现为许多企业招聘EMC整改工程师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。即使产品整改成功，但大多情况下整改涉及电路原理、PCB设计、结构模具的变更，研发费用会大大增加，周期会大大延长。其实整个电磁兼容问题产生的源头是单板的电路设计，解决问题的办法通常是在设计的过程中进行电路的滤波设计、接地设计、PCB设计以及结构体屏蔽设计。只有在前期产品设计过程中考虑电磁兼容问题，才能从根本上解决。因此作为电子设备企业，公司整体需要有这样的意识：在研发前期考虑电磁兼容设计，并行和同步于产品功能设计，一次性把产品设计好。    其次，企业需要解决产品设计工程师的电磁兼容经验与意识问题。作为产品的硬件工程师，除了原先必须掌握的电路设计知识外，还必须掌握EMI辐射的设计知识以及一定的抗干扰设计方法，如ESD静电抗干扰。这样硬件工程师才能在产品设计过程中，如原理图设计、PCB设计阶段考虑电磁兼容问题，保证后续产品验证时能通过测试。另外，PCB设计工程师也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，保证不因为PCB设计不良产生EMC问题。结构工程师需要了解产品结构的屏蔽设计知识，了解开孔、缝隙处理方面的知识，保证不产生辐射泄露。但目前中国大部分企业硬件工程师、PCB工程师、结构工程师、系统工程师等都缺乏相应的EMC经验。所以企业内部需要通过一定专业技能培训学习，弥补经验的不足，同时在实践中加以应用，才能使公司的整体电磁兼容设计水平快速提升。    第三，建立一套规范的EMC设计体系。目前全球做的比较成功的企业通常采取一种系统的EMC设计流程，我们称之为“系统流程法”，即在研发流程中融入EMC设计理念，在产品设计的各个阶段进行EMC设计控制，把可能出现的EMC问题在研发前期进行考虑；设计过程中主要从产品的电路(原理图、PCB设计)、结构与电缆、电源模块、接地等方面系统考虑EMC问题，针对可能出现的EMC问题进行前期充分考虑,从而确保产品样品出来后能够一次性通过测试与认证。如果能从设计流程的早期阶段就导入正确的EMC设计策略,同时研发工程师掌握正确的EMC设计方法，从产品设计源头解决EMC问题，将可以减少许多不必要的人力及研发成本，顺利地通过电磁兼容测试，同时也缩短产品上市周期。    作者：蒋万良，工程部经理；吴卫兵，首席EMC专家 深圳市赛盛技术有限公司 
本文转自手机设计天下网www.rd3721.com
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