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企業(yè)面臨的電磁兼容問題和挑戰(zhàn)

發(fā)布時間:2019-03-27 責任編輯:xueqi

【導讀】目前業(yè)界很多公司都是在前期設計階段沒有考慮EMC方面問題,往往是在在產品樣機出來再進行EMC摸底測試,如果這時測試通過,則是比較幸運的。但大多數情況下是不能測試通過的,這時出了問題進行整改并需要對產品重新設計,常常會要進行較大改動。
 
1、業(yè)界面臨挑戰(zhàn)
 
如何使自己的產品滿足相應市場中電磁兼容(EMC)標準要求,從而快速低成本的取得相關認證,順利的進入目標市場?
 
這是每一個向國際化轉型公司研發(fā)都會面臨的問題與困惑,各個企業(yè)產品研發(fā)部門面臨著巨大挑戰(zhàn)。
 
根據我們對業(yè)界大多電子企業(yè)的了解,目前企業(yè)在EMC設計方面的現狀是,“三個沒有”。
 
產品工程師沒有掌握EMC設計方法
企業(yè)沒有產品EMC設計流程
企業(yè)沒有具體明確EMC責任人
 
主要表現在:
由于國內研發(fā)工程師大多沒有接受系統(tǒng)的全面的EMC培訓經歷,更沒有電磁兼容產品的相關設計經驗!
 
遇到產品EMC設計問題不知如何解決?
 
所以我們經常看到有相當一部分產品工程師整天在整改產品,但往往不得其法,沒有思路!
 
企業(yè)內部沒有一套針對EMC設計流程,EMC性能設計的好壞完全取決于個別產品開發(fā)人員的素質和經驗,使得公司開發(fā)出來的產品電磁兼容性能沒有一致性的保證,通常都會在某個環(huán)節(jié)出現問題,導致產品多數在后期不能順利的通過測試與認證,影響了產品的上市進度。
 
根據我們初步調查,全國90%以上的電子企業(yè)沒有一套EMC設計、驗證流程。
 
企業(yè)沒有一套對EMC性能負責的責任體系,沒有專職的EMC設計工程師。
 
因為EMC涉及整個產品的各個環(huán)節(jié),整個公司沒有明確的責任人,也就沒有足夠的關注,同時也不能協(xié)調整個產品各部分相關共同對產品最終EMC性能負責!
 
目前業(yè)界具有EMC設計的工程師很少,而企業(yè)里面有專職進行EMC設計崗位的就更少!
 
2、業(yè)界面臨問題
 
一個產品的設計主要經歷總體規(guī)格方案設計、詳細設計、原理圖設計、PCB設計、產品結構試裝、摸底預測試、認證幾個階段。
 
目前業(yè)界很多公司都是在前期設計階段沒有考慮EMC方面問題,往往是在在產品樣機出來再進行EMC摸底測試,如果這時測試通過,則是比較幸運的。
 
但很不幸的是,大多數情況下是不能測試通過的,這時出了問題進行整改并需要對產品重新設計,常常會要進行較大改動。
 
這個階段產品電磁兼容出現問題原因比較多,如果是因為屏蔽問題往往會涉及結構模具改動,如果因為接口濾波問題就會對產品原理圖進行改動,同時導致PCB的重新設計,還有可能會因為系統(tǒng)接地問題,那就會對整個產品系統(tǒng)重新做調整,重新設計。
 
深圳有一家著名的儀器企業(yè)某款產品由于電磁兼容問題整改導致產品延遲海外上市一年,同時研發(fā)費用增加五十萬元人民幣!
 
這種通過研發(fā)后期測試發(fā)現問題然后再對產品進行的測試修補法業(yè)界比較常見,但往往會導致企業(yè)產品不能及時取得認證而上市,因此也是目前很多走向國際市場公司研發(fā)部門所面臨的困惑。
 
出現這種現狀的根本原因是:沒有把EMC問題在產品設計前期解決!
 
3、系統(tǒng)流程法(System Flow Method)
 
產品工程師可以通過短期的培訓以及通過積累經驗基本掌握EMC設計的方法,但對于一個企業(yè)來講,目前迫切的是建立一套規(guī)范的EMC設計流程,把電磁兼容要求融入產品設計中去,這樣才能保證企業(yè)大多產品經過這樣的流程順利通過測試認證。
 
如果能從設計流程的早期階段就導入正確EMC設計策略,同時研發(fā)工程師掌握正確的EMC設計方法,從產品設計源頭解決EMC問題,將可以減少許多不必要的人力及研發(fā)成本,縮短產品上市周期。
 
業(yè)界很多專家對于產品EMC設計主要從技術點來講,如屏蔽、濾波、接地、PCB設計等層面,但對于一個企業(yè)來講,這些都是一些技術知識點,理論描述,關鍵是如何在我們企業(yè)的研發(fā)流程中如何實施,同時如何把電磁兼容知識與我們產品設計結合,形成針對企業(yè)產品可操做的規(guī)范與CHECKLIST(檢查控制表)?
 
那么如何把EMC設計融入研發(fā)設計流程,我們根據國內外著名公司的EMC設計流程整理總結出一套先進的流程。
 
我們稱之為:系統(tǒng)流程法(System Flow Method)系統(tǒng)流程法。
 
即主要在研發(fā)流程中融入EMC設計理念,在產品設計的各個階段進行EMC設計控制,把可能出現的EMC問題在研發(fā)前期進行考慮。
 
設計過程中主要從產品的電路(原理圖、PCB設計),結構與電纜,電源模塊,接地等方面系統(tǒng)考慮EMC問題,針對可能出現EMC問題進行前期充分考慮,從而確保產品樣品出來后能夠一次性通過測試與認證!
 
4、系統(tǒng)流程法簡介
 
系統(tǒng)流程法就是在產品設計的研發(fā)階段,從流程上進行設計控制,確保EMC的設計理念,設計手段在各個階段得以相應的實施,另外EMC設計從產品的系統(tǒng)角度進行考慮,而不是單純的某個局部,只有這樣才能保證產品最終的EMC性能。
 
每個公司應該建立一套EMC設計控制流程,同時支撐這個流程的需要相應的EMC設計規(guī)范以及EMC設計查檢表,確保產品在研發(fā)過程各個階段,都能進行EMC設計控制。
 
系統(tǒng)流程法具體各個階段工作內容如下:
 
產品總體方案設計
 
在總體方案設計階段要求對產品的總體規(guī)格進行EMC設計考慮,主要涉及產品銷售的目標市場,以及需要滿足的標準法規(guī)要求,同時注意后續(xù)潛在目標市場的EMC標準和法規(guī)的要求。
 
基于以上對產品的EMC標準法規(guī)的要求提出產品的總體EMC設計框圖,并詳細制定產品EMC設計總體方案,如系統(tǒng)的屏蔽如何設計,系統(tǒng)整個電源拓撲基礎上濾波如何設計,產品的接地如何系統(tǒng)考慮等。
 
如果一款復雜數據通信產品,產品定位了歐洲與日本市場,這樣就明確產品進入上述市場就必須通過CE與VCCI認證,就要考慮系統(tǒng)整體的結構屏蔽、電源以及信號接口濾波方案,整個系統(tǒng)的接地三個方面,從產品總體方案考慮來達到上述目標市場認證要求。
 
這個階段產品研發(fā)人員提出EMC總體方案,品質或專門的EMC工程師依據檢查列表進行把關檢查。    
      
產品詳細方案設計
 
在產品詳細方案設計階段主要提出對產品總體硬件EMC設計方案,如:電源接口,信號接口,電纜選型,接口結構設計,連接器選型等提出詳細的EMC設計與選型要求。確保后續(xù)實施過程中能夠重點關注注意這些要點。
 
如果我們設計一款醫(yī)療器械產品,就需要注意內部數字電路模塊與模擬電路模塊的隔離,需要從內部空間考慮數字電路對模擬電路的干擾,同時重點注意內部電纜接口濾波處理。
 
這個階段產品硬件設計人員根據已有的規(guī)范提出EMC詳細方案,品質或專門的EMC工程師依據檢查列表進行把關檢查。
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