PCB设计的EMI和EMC标准是什么？

2022-07-01

PCB设计的EMI和EMC标准是什么？

PCB中的EMI和EMC是什么？

EMC 或電(diàn)磁兼容性是指電(diàn)子系统在電(diàn)磁环境中运行而不会产生 EMI 或電(diàn)磁干扰的能(néng)力。EMC 确保系统在规定的安全措施范围内按预期运行。

EMI是指電(diàn)磁干扰或干扰，当能(néng)量从一个電(diàn)子设备传输到另一个電(diàn)子设备时，它会破坏信号质量并导致设备故障。

因此，控制 EMI 至关重要，这一任務(wù)可(kě)以在PCB设计的早期阶段完成。為(wèi)了使您的電(diàn)路板设计符合 EMC 友好性，需要对元件选择、電(diàn)路设计以及PCB布局设计等方面给予相当重视。只有(yǒu)当您的产品通过必要的 EMI/EMC 标准时，它才能(néng)為(wèi)市场做好准备。

PCB设计的 EMC/EMI 标准

谈到 EMC 标准，有(yǒu)两大类标准需要满足：

监管标准

行业标准

监管标准因地區(qū)而异。早期的 EMC 标准是由美國(guó)联邦通信委员会制定的。欧洲共同體(tǐ)后来制定了自己的 EMC 标准，即今天的 EMC 指令。

另一方面，行业标准顾名思义是特定于行业的。通过这种方式，它们确保了一致性和互操作性。例如，美國(guó)军方有(yǒu)自己的一套严格的 MIL-STD EMC 要求。

符合 EMC 标准的广泛要求

设计人员為(wèi)了符合EMC标准，需要看以下几个方面：

您需要针对 EMI 抗扰度进行设计。这在很(hěn)大程度上意味着要注意正确的堆叠和路由策略。

设计需要确保设备发出最小(xiǎo)的辐射。对于他(tā)的诸如层堆栈、元件放置、接地策略等因素都起作用(yòng)。

该器件还需要抑制传导 EMI，传导 EMI 可(kě)以采取多(duō)种形式，例如来自 SMPS 稳压器的开关噪声、耦合共模噪声等。

需要注意快速瞬变或功率波动。这些可(kě)能(néng)表现為(wèi)電(diàn)压下降、功率尖峰或更多(duō)。这些要求特别适用(yòng)于短電(diàn)缆或交流输入的设计

為(wèi)了符合 EMC 标准，设计还需要承受浪涌和 ESD。

以下是一些有(yǒu)助于通过 EMC 标准测试的有(yǒu)效策略：

叠层、電(diàn)源和接地

如果電(diàn)路板采用(yòng)低電(diàn)感接地系统设计，则往往会将 EMI 降至最低。如果多(duō)层板在信号层下方放置一个接地层，可(kě)以最大限度地减少环路電(diàn)感。

在内部层上路由信号也是一个好主意。在两个接地层之间放置走線(xiàn)，然后将電(diàn)源层放置在最底部的接地层下方会有(yǒu)所帮助。将電(diàn)源层靠近接地层放置可(kě)确保電(diàn)容耦合。

在将信号从内层路由到表面时，需要保持紧密耦合。

屏蔽

谨慎使用(yòng)屏蔽是另一种遵循方法。最简单的方法是使用(yòng)接地屏蔽，在敏感元件和走線(xiàn)周围形成法拉第笼。然而，这可(kě)能(néng)并非在所有(yǒu)设计中都是可(kě)能(néng)的。電(diàn)路板边缘周围的接地过孔栅栏和覆铜區(qū)域上的过孔缝合也可(kě)以提供保护。

用(yòng)于抑制辐射 EMI 的一些常见屏蔽类型包括：

屏蔽罐

导電(diàn)泡棉

丝网材料

金属胶带

保形涂料

铁氧體(tǐ)

差分(fēn)对

在可(kě)能(néng)的情况下，最好使用(yòng)差分(fēn)协议来路由信号。差分(fēn)对会产生一些 EMI 并可(kě)能(néng)导致串扰，但只有(yǒu)当它非常靠近差分(fēn)对时才会出现串扰。与单端互连相比，差分(fēn)对产生的EMI强度较低。

混合信号布局和路由

它可(kě)以很(hěn)好地分(fēn)离電(diàn)路板的数字、低频模拟和射频模拟部分(fēn)。这些部分(fēn)实际上需要在底层有(yǒu)自己的专用(yòng)區(qū)域。虽然您需要防止不同電(diàn)路板部分(fēn)之间的干扰，但您还需要确保信号没有(yǒu)环路電(diàn)感。

電(diàn)源总線(xiàn)上的旁路/去耦電(diàn)容器

建议在有(yǒu)源组件的電(diàn)源引脚和接地过孔之间使用(yòng)旁路/去耦電(diàn)容。这确保了残余噪声传递到地面。

提供正确的工具和正确的专业知识来设计PCB 以使其符合 EMI/EMC 标准非常重要。合适的PCB组装合作伙伴可(kě)以创建符合要求的布局，也可(kě)以进行任何返工。