趣解EMC、EMI和EMS三者之間的關係

2020-12-23 電子產品世界

　　一.基本概念：

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201901/396513.htm

　　EMC中文簡稱電磁兼容，EMC=EMI+EMS。通俗理解，電子產品本身具備一定的抗幹擾能力(EMS)，工作時您幹擾我我幹擾您(EMI)，但是大家還能夠和平共處(EMC)。

　　EMI是狼，EMS是羊，EMC就是狼愛上羊!

　　EMI中文簡稱電磁幹擾，EMI=RE(輻射幹擾)+CE(傳導幹擾)。通俗理解，電子產品因電壓(Dv/Dt)電流突變(Di/Dt)引起對電網和空間電磁環境的汙染。EMI的一些標準舉例，比如美國是Fcc part15/part18，歐洲標準以EN5XXX開頭，比如EN55013，EN55014，EN55022等常用標準，不必刻意的記憶標準，安規機構是專業的(電子工程師應該把主要精力放在電路拓撲和元器件的特性理解和應用上面)!快是EMI產生的要因，東方不敗武功以快可以獨霸武林!

　　EMS中文簡稱電磁抗幹擾，EMS=Surge(雷擊)+ESD(靜電)+EFT(快速脈衝群)+DIP(電壓跌落)等;通俗理解，外部幹擾通過線或者空間輻射來幹擾我，因我具備吸收消化的能力而能正常工作。美國沒有EMS的要求，歐洲的以EN61000-X-X作為EMS對應的具體標準，大家不必刻意的去記憶標準，安規機構是專業的!再上一張武俠照片來說明，吸收也不是等閒之輩!看看任我行的吸星大法也層獨步武林數十載。EMS的要訣就是吸收消耗外來入侵者達到保護自己的目的，但不可以走火入魔(當吸收不足以承受衝擊時，就會產生NG的結果)!

　　


　　先有EMI幹擾，在有EMS吸收，然後帶來EMC和平共處!

　　二.EMI分享

　　EMI是「快」的產物，在產品小型化的引領下，IC的工作頻率會越來越高，帶來的EMI問題越來越嚴重!但是測試標準沒有放鬆，只有加嚴的可能!我們怎麼能打敗以快稱霸的東方不敗!這點我們要跟金庸大師學習!

　　第一招：吸星大法!此乃蓋世神功，主要針對核心幹擾源使用的，即高頻功率元器件。以電源反激拓撲為例說明：消耗漏感保護MOSFEY的RCD吸收，次級肖特基的RC和BEAD吸收，初級主開關Mosfet加C或者RC或者BEAD吸收，變壓器加銅箔屏蔽或者線徑屏蔽，即把主幹擾繞組的幹擾吸收掉(或者疏導)!

　　第二招：群英鬥呂布!即分散幹擾源的路徑和強度，讓幹擾源流向空間或者LISN的幹擾強度變小!比如增大驅動電阻(減小主頻率的諧波分量);加Y電容疏導幹擾源(初級幹擾源到次級後，通過Y再回到初級，不讓其流向次級的DC CABLE，同樣次級的不讓其流向初級AC CABLE);增加共模電感(阻礙幹擾源)，差模電感(阻礙幹擾源)，Cbulk電容並瓷片電容(疏導幹擾源)，增加X電容(疏導幹擾源)，，，，，，等手段!我們也是一幫兄弟齊上陣，有點勝之不武!

　　


　　第三招：乾坤大挪移!當我們使用了「吸星大法」和「群英鬥呂布(以少勝多的辦法)」還是搞不定時，就說明我們的「基本功力」沒打牢，即Pcblayout布線可能需要調整，變壓器的繞制工藝及屏蔽方法沒有最優化，共模電感或者差模電感及材質是否合適，感量是否最優，驅動電阻與RCD吸收是否配備，還有LC振蕩相匹配的阻尼R電阻取值是否合理，即我們的很多參數不是最優化的，計算也無從下手時，此時就需要我們針對不同的參數進行更換來看效果了。

　　此篇僅分享心法，暫不分析具體招式!以後會針對具體問題進行具體分析!

　　三.EMS分享

　　處理EMS從兩招入手就可以手到擒拿!第一：我們要了解外部幹擾源的特點!以surge為了，瞬時的電壓，爬上時間，跌落時間，內阻，即幹擾源發生器的特性。第二，我們要知道，這些幹擾源在我們PCBA上面的路徑!我們知道幹擾源的特性及路徑，同樣採納EMI整改的思路去處理!在EMS整改中，大家要跟電路基礎結合起來，從原理上面找到對策比EMI上面容易!

　　以Surge為例，以電源適配器，輸入100-240VAC,50/60HZ,2PIN輸入，假設是10W手機充電器，IT類的標準，以最低標準1KV!安規標準一般是以230VAC為基礎上面加1KV的雷擊，我們就加嚴處理，以AC264V輸入為準來評估!

　　AC264V*1.414+1KV=1373.296V(取極限值)，設備內阻是2R,假設雷擊迴路阻抗在PCBA內是0，此時的最大衝擊電流是686.648A!這樣的電流衝擊對任何元器件都是毀滅性的摧殘!還好，線路上面有等效阻抗，比如PCB的等效阻抗，電解電容的ESR，假設這些阻抗是5R，整個迴路的阻抗是7R,此時的衝擊電流是196.18A，這對1A的整流器，8ms可以衝擊30A的來說，以及大部分的高壓電解電容來說也是災難!比如，我們增加一個4.7R抗衝擊，保險絲電阻在此雷擊迴路上面，此時線路阻抗是2+7+4.7=13.7R,此時的衝擊電流是100A，將到了一個合理的範圍!(這裡的電阻參數是等效的，實際需要大家根據請款去取捨)以下圖片是為了加深大家的理解!

　　


　　以上是個人對EMC的一些粗淺看法，歡迎各位技術同仁和前輩審核指正，謝謝!

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    但是，在各種媒體報導和產品宣傳當中，與之類似的EMI、EMS等專業名詞也常常出現在大家面前，它們似乎都與防輻射(電磁輻射)有關，讓人不明就裡。那麼，它們究竟有什麼異同呢？由於人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環境的電磁波非常敏感，因此過量的電磁輻射可以對人體造成影響和損害。人們常常擔憂的「輻射」也就是指這部分電磁輻射幹擾。應用機箱上的種種防輻射設計，例如EMI彈片、EMI觸點，這裡「EMI」針對的就是電磁輻射幹擾，以減小機箱內電磁波傳播到外部的量。
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