【经验】设计新产品时如何进行EMI/EMC预合规性测试以快速修复测试失败,降低研发成本

2019-04-01 Parker Chomerics

新产品的基本设计检查点通常侧重于机械,电气和软件系统的设计。总的来说,EMI/EMC设计在许多公司中都处于不利地位,包括为认证测试做准备。


 


在设计新产品时,最好问问自己:

1.在设计周期的早期,我的产品在初步测试中是否考虑过合规性?

2.如果我已经达到流程的测试和评估阶段,发现我无法将产品投放市场,因为它不符合全球EMI / EMC法规,该怎么办? 

3.我是否考虑过产品发布延迟的潜在成本和时间影响?


如果上述任何一个答案让您感到担忧,那么您现在意识到在设计周期的早期测试您的产品以确保它在EMI/EMC环境中正常工作与基本的机械和电气设计一样重要。


在本文中,Parker Chomerics讨论EMI/EMC预合规性测试的基础知识,所有电子产品应该比完全认证测试早得多。通常,EMI / EMC合规性测试认证发生在开发过程的最后阶段,并且几乎总是遇到测试失败。 如果您之前进行了预合规性测试,那么修复这些测试失败会更容易,成本更低。


EMI / EMC是什么?

EMI和EMC分别代表电磁干扰和电磁兼容性。EMI是在自由空间中辐射或沿I/O和/或电力电缆传导的多余电磁能量。这种不需要的能量可以来自任何电子设备,并且当能量使另一个设备发生故障时被认为是干扰。EMC是电子设备在环境中协调运行的能力,包括不必要的EMI。这也可以包括所需的电磁能量,如wifi天线的有意辐射。


所有电子产品,无论是您的平板电脑还是电视,都必须最终通过EMI / EMC一致性测试,才能进入市场。进行该认证测试以证明设备不会电磁干扰另一电子设备,反过来也不会受到其他设备的干扰。


要获得设备认证,设备必须通过四种基本类型的EMI / EMC现象: 

1.辐射发射

2.传导放射

3.辐射抗干扰

4.传导抗干扰


辐射与设备发出的无意识电磁能量有关。如前所述,它可以以辐射电磁能或传导电磁能的形式发生,该传导电磁能沿着接口电缆和/或电力电缆传导。天线的有意辐射也被认为是辐射发射,并且还必须经过认证测试以确保有效地控制辐射能量。


抗扰度与您的设备对周围设备发出的电磁能量的敏感程度有关。 例如,如果您是医院中连接医疗设备的患者,您是否希望该设备因附近其他设备的电磁能量而发生故障?除非你的医疗事故律师在快速拨号,否则这不是最佳选择。设备故障可由辐射或传导电磁辐射(EMI)造成。


图1 EMI和EMC现象


谁需要这个?

同样,在没有证明符合EMI / EMC规定的情况下,设备不能投放市场(销售)。监管机构,如美国联邦通信委员会(FCC),制定了针对设备进行测试的EMI法规。正如您所料,标准因设备而异,意味着有意和无意的辐射发射有不同的要求。全球存在类似的辐射和传导发射要求。许多标准开发活动现在由国际电工委员会(IEC)处理。


豁免规定在全球范围内并不普遍。尽管豁免要求在欧洲最为普遍,但许多其他国家也采用了类似的要求。例如,美国食品和药物管理局(FDA)批准的医疗器械要求符合排放和免疫规定。


此外,台湾和日本等国家采用了许多IEC标准,包括辐射和抗干扰。在某些情况下,采用这些标准时会略有变化,通常称为“国家特定偏差”。


那么你推荐什么?

EMI / EMC测试非常昂贵,但是最昂贵的是在设备准备好发布时,在设计周期结束时测试要求失败。此时,对设备进行更改是最痛苦的,您可能不得不进行设计修改并放弃整个计划。这就是为什么在设计周期内为您的设备进行一些预兼容性测试以及将其发送到认证合规性测试之前的重要性。


任何设备的设计越接近完成,更改正确的测试失败就越痛苦。此外,通常不太可能在板级或设备内部解决问题。此时,焦点通常成为包装解决方案。这主要是由于购买的组件和子子系统的复杂集成,以集成到您的设计中。您几乎无法控制这些集成部件的EMI / EMC性能。


已经达到了目的

基于这种未知,解决EMI/EMC问题的封装方法是一种可靠的设计方式。Parker Chomerics的EMI垫圈,屏蔽窗口和屏蔽通风口等材料可随时集成到设计中。通常,在预合规性测试中越早越好,对成本和时间的影响最小。


使用封装方法进行EMI / EMC设计的另一个重要原因是,您不仅需要关注设备可能辐射的内容(发射),还需要关注保持外部不必要的电磁干扰,这样您的设备就不会出现故障(抗扰性)。

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