安规和EMC知识详解

安规（安全规范）主要针对产品的安全性进行测试和要求，涵盖阻燃性、绝缘性、漏电保护、防尘防水等标准。而EMC（电磁兼容性）则关注设备或系统在其电磁环境中是否能正常运行，不对其它设备产生无法忍受的电磁干扰。EMC包含EMI（电磁干扰）和EMS（电磁抗干扰）两部分。对于非高频和射频设备，主要关注电源方面的EMI问题，即辐射和传导骚扰。

设计前，工程师应明确产品的功能、性能参数、安规标准及EMC标准。设计时，应将安规和EMC要求贯穿至需求分析、原理图设计、PCB设计、结构设计等各个环节，而不仅仅是测试阶段的整改。

了解EMC测试内容，对于工程师而言至关重要。EMC测试包括辐射RE、传导CE、谐波、电源闪烁、静电放电、辐射抗干扰、电快速瞬变脉冲群、浪涌试验、传导骚扰抗扰度、工频磁场试验和电压跌落/短时中断等项目。

辐射RE（辐射发射）：测试环境要求较高，通常在电磁暗室内进行。电磁暗室仅地面为反射面，其他面覆盖吸波材料，确保测试无干扰。辐射测量频率范围在30MHz至1GHz。

传导CE（传导发射）：频率范围在150kHz至30MHz。测试前，确保所有线缆（电源、通信、I/O等）接好，设备稳定运行后，测量线缆上的传导骚扰。

谐波：设备运行时向电网传输的高次谐波强度，需要关注。

电源闪烁：设备供电不稳定时产生的现象，需注意其对设备的影响。

静电放电（ESD）：包括直接和间接放电两种情况。直接放电模拟人体或带电设备对产品的放电现象，而间接放电则通过设备与水平耦合板和垂直耦合板间产生的电场进行干扰。

辐射抗干扰（RS）：在电磁暗室内，通过天线测试设备对辐射的抗干扰能力。

电快速瞬变脉冲群（EFT/B）：设备附近或电网中感性负载切断时产生的脉冲，通过耦合在通讯和电源线上测试。

浪涌试验（Surge）：对电源和信号进行测试，重点检查设备对浪涌能量的承受能力，通常使用压敏电阻和保险电阻进行抑制。

传导骚扰抗扰度（CS）：测试设备对传导骚扰的抗干扰能力。

工频磁场试验（PMS）：评估设备在50Hz工频磁场下的影响，主要影响磁性设备。

电压跌落/短时中断（DIP/interruptions）：评估电网电压变化对设备的影响，通常通过大电容进行储能和抗干扰。

设计时，应根据产品类型和具体需求选择不同的EMC标准进行测试。整改方面，针对11项测试项目，从设计源头和传播路径两方面入手，通过优化布局、减少高频电流回路面积、提高信号时延等方式减少EMI和提高EMS。常用元器件如共模电感、电感、磁珠和滤波电容在设计中发挥关键作用，选择时需考虑其频率特性、电流耐受能力和温度稳定性等因素。

EMC设计应贯穿产品设计的全过程，从电路设计、软件设计到线路板、结构、电源模块和接地系统，均需系统考虑EMC问题。通过前期充分考虑，可确保产品一次性通过测试和认证，减少后期整改成本。设计过程中，应关注电路设计中的高频电流环路、信号线电源线滤波、合理的电路接地方式等关键点，以达到理想的EMC性能。