EMI、ESD、EMS、EMC的定義與區(qū)別

 

1、EMI全稱Electromagnetic Interference，即電磁干擾，指電子設(shè)備在自身工作過程中產(chǎn)生的電磁波，對外發(fā)射并對設(shè)備其它部分或外部其它設(shè)備造成干擾。

 

意指設(shè)備所產(chǎn)生的電磁能量既不對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾,也不受其他設(shè)備的電磁能量干擾的能力。

 

所謂“干擾”,指設(shè)備受到干擾后性能降低以及對設(shè)備產(chǎn)生干擾的干擾源這二層意思。

 

在電氣干擾領(lǐng)域有許多英文縮寫。EMI電磁干擾是合成詞，應(yīng)分別考慮電磁和干擾，干擾是指設(shè)備受到干擾后性能降低以及對設(shè)備產(chǎn)生干擾的干擾源這倆層意思。

 

第一層意思如雷電使收音機產(chǎn)生雜音,摩托車在附近行駛后電視畫面出現(xiàn)雪花,拿起電話后聽到無線電聲音等,這些可以簡稱其為與“BC I”“TV I”“Tel I”,這些縮寫中都有相同的“I”(干擾)(BC：廣播)

 

第二層含義就是指干擾源，也包括受到干擾之前的電磁能量。電荷如果靜止，稱為靜電（ESD）。當(dāng)不同的電位向同一方向移動時，便發(fā)生了靜電放電，產(chǎn)生電流，電流周圍產(chǎn)生磁場。如果電流的方向和大小持續(xù)不斷變化就產(chǎn)生了電磁波。電以各種狀態(tài)存在，我們把這些所有狀態(tài)統(tǒng)稱為電磁。EMI標(biāo)準(zhǔn)和EMI檢測是確定所處理的電的狀態(tài)，決定如何檢測與評價。

 

2、EMS全稱Electromagnetic Susceptibility，即電磁敏感度，指電子設(shè)備受電磁干擾的敏感程度。

 

其意是指由于電磁能量造成性能下降的容易程度。為通俗易懂,我們將電子設(shè)備比喻為人,將電磁能量比作感冒病毒,敏感度就是是否易患感冒。如果不易患感冒,說明免疫力強,也就是英語單詞Immunity,即抗電磁干擾性強。

 

3、EMC全稱Electromagnetic Compatibility，即電磁兼容，要求電源模塊等電子設(shè)備內(nèi)部沒有嚴(yán)重的干擾源及設(shè)備，或電源系統(tǒng)有較好的抗干擾能力。

 

EMC這個術(shù)語有其非常廣的含義，如同盲人摸象,你摸到的與實際還有很大區(qū)別。特別是與設(shè)計意圖相反的電磁現(xiàn)象,都應(yīng)看成是EMC問題。

 

電磁能量的檢測、抗電磁干擾性試驗、檢測結(jié)果的統(tǒng)計處理、電磁能量輻射抑制技術(shù)、雷電和地磁等自然電磁現(xiàn)象、電場磁場對人體的影響、電場強度的國際標(biāo)準(zhǔn)、電磁能量的傳輸途徑、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及限制等均包含在EMC之內(nèi)。

 

EMC標(biāo)準(zhǔn)按區(qū)域主要分為國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC）、歐盟標(biāo)準(zhǔn)（EN）、中國標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）等。通用類的EMC標(biāo)準(zhǔn)主要分為居住、輕工業(yè)、工業(yè)環(huán)境等。

隨著電氣電子技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境日漸復(fù)雜，產(chǎn)品的電磁兼容性受到企業(yè)的重視。各公司將會繼續(xù)提高電源模塊產(chǎn)品的EMC性能，緊隨新技術(shù)、新材料、新趨勢，為用戶提供專業(yè)化的產(chǎn)品和服務(wù)。

 

4、EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部份，所謂EMI電磁干擾，乃為機器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲；而EMS乃指機器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。

 

簡單表述就是：

 

EMC=EMI+EMS

值得注意的是，其中EMI其中包括ESD，EMC報告中包含ESD一項。

 

產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)該怎么做

 

EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。所謂電磁干擾是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降級的電磁現(xiàn)象。而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降。

 

在電子產(chǎn)品的設(shè)計中，為獲得良好的EMC性能和成本比，對產(chǎn)品進(jìn)行EMC設(shè)計是重要的；電子產(chǎn)品的EMC性能是設(shè)計賦予的。測試僅僅是將電子產(chǎn)品固有的EMC性能用某種定量的方法表征出來。對于EMC設(shè)計來講：

 

首先，應(yīng)在研發(fā)前期考慮EMC設(shè)計

 

如果產(chǎn)品設(shè)計前期不考慮EMC問題，僅寄希望于測試階段解決（表現(xiàn)為通過整改來解決設(shè)計成型產(chǎn)品的EMC問題，這樣大量的人力和物力都投入在后期的測試/驗證、整改階段）。那么，即使產(chǎn)品整改成功，大多情況下還是會由于整改涉及電路原理、PCB設(shè)計、結(jié)構(gòu)模具的變更，導(dǎo)致研發(fā)費用大大增加，周期大大延長。只有在前期產(chǎn)品設(shè)計過程中考慮與預(yù)測EMC問題，把EMC變成一種可控的設(shè)計技術(shù)，并行和同步于產(chǎn)品功能設(shè)計的過程，才能一次性地把產(chǎn)品設(shè)計好。

 

其次，應(yīng)該系統(tǒng)化的進(jìn)行EMC設(shè)計

 

通過設(shè)計提高電子產(chǎn)品的EMC性能，絕對不是企業(yè)內(nèi)EMC專家一個人所賦予的，因為EMC絕對不可能脫離產(chǎn)品硬件、結(jié)構(gòu)等實物而存在。因此，要使設(shè)計的電子產(chǎn)品一次取得良好的EMC性能，就需要提高產(chǎn)品設(shè)計工程師的EMC經(jīng)驗與意識問題。如硬件工程師，除了原先必須掌握的電路設(shè)計知識外，還應(yīng)該掌握EMI和EMS抗干擾設(shè)計的基本知識；PCB設(shè)計工程師需要掌握相應(yīng)的器件布局、層疊設(shè)計、高速布線方面的EMC設(shè)計知識；結(jié)構(gòu)工程師也需要了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的屏蔽等方面的設(shè)計知識。因為這些共同參與產(chǎn)品設(shè)計的工程師，要去實現(xiàn)FMC專家在產(chǎn)品設(shè)計過程中所提出的意見，就要理解、領(lǐng)會EMC專家所提出的建議的奧秘，并與各自領(lǐng)域的設(shè)計特點相結(jié)合，將所有EMC問題的萌芽消滅在產(chǎn)品設(shè)計階段。只有所有參與產(chǎn)品設(shè)計的開發(fā)人員共同提高EMC素質(zhì)，才能設(shè)計出具有高性能EMC的電子產(chǎn)品。

 

一般電子產(chǎn)品設(shè)計時不考慮EMC問題，就會導(dǎo)致EMC測試失敗，以致不能通過相關(guān)法規(guī)的認(rèn)證。下圖概述了EMC、EMI、ESD評審的要點。

 

 

EMC、EMI、ESD評審的要點

 

隨著電氣電子技術(shù)的發(fā)展，家用電器產(chǎn)品日益普及和電子化，廣播電視、郵電通訊和計算機及其網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)達(dá)，電磁環(huán)境日益復(fù)雜和惡化，使我們逐漸關(guān)注設(shè)備的工作環(huán)境，日益關(guān)注電磁環(huán)境對電子設(shè)備的影響，電氣電子產(chǎn)品的電磁干擾(EMI)和電磁兼容性(EMC)的問題越來越受到工程師和生產(chǎn)企業(yè)的重視。在ESD防護(hù)中，大體可以分為兩大類。

 

傳導(dǎo)性ESD防護(hù)

 

對靜電電流在電路中防護(hù)主要使用一些保護(hù)器件，在敏感器件前端構(gòu)成保護(hù)電路，引導(dǎo)或耗散電流。此類保護(hù)器件有：陶瓷電容，壓敏電阻，TVS管等。

 

輻射性ESD防護(hù)

 

對于靜電產(chǎn)生的場對敏感電路產(chǎn)生影響，防護(hù)方法主要是盡量減少場的產(chǎn)生和能量，通過結(jié)構(gòu)的改善增加防護(hù)能力，對敏感線路實施保護(hù)。對場的保護(hù)通常比較困難，在改良實踐中探索出了一種叫做等位體的方法。通過有效地架接，殼體形成電位相同體，抑制放電。事實證明此種方式有效易于實施。

 

防護(hù)靜電的一般方法有許多，包括減少靜電的積累；使產(chǎn)品絕緣，防止靜電發(fā)生；對敏感線路提供支路分流靜電電流；對放電區(qū)域的電路進(jìn)行屏蔽；減少環(huán)路面積以保護(hù)電路免受靜電放電產(chǎn)生的磁場的影響。有針對直接放電的，也有針對關(guān)聯(lián)場的耦合。