电子产品EMC设计范文合集

第一篇：电子产品EMC设计

电子产品EMC设计

1、EMC概述

EMC术语、EMC试验项目、EMC测试标准、EMC认证（CE、FCC、3C）

2、辐射发射RE 2.1基本设计方法

辐射发射原理、差模辐射和共模辐射模型、共模辐射场强计算公式、差模辐射场强计算公式、减小共模和差模干扰关键、EMC三要素、RE整改：电缆(信号/电源)是否超标、结构屏蔽是否致超标、单板是否致超标。

2.2信号电缆电缆辐射原理、同轴电缆设计、平衡电缆设计、USB电缆设计、屏蔽电缆转接介质、屏蔽线进出屏蔽体设计。

2.3结构屏蔽设计如何进行缝隙的屏蔽设计、信号线进出屏蔽体设计、屏蔽机箱设计、屏蔽搭接设计案例。

2.4接口滤波接口滤波、滤波器设计、电源接口滤波电路、接口滤波器件参数调整、一般信号接口滤波设计、电源接口滤波设计。

2.5EMI预防性设计单板滤波设计、晶振电源滤波电路、时钟输出匹配滤波设计、总线信号输出匹配滤波设计、主芯片电源滤波设计。

2.6电路板级EMC设计走线减小环路、接口地处理、滤波器前后走线、改善晶振布线、双面单板设计。

2.7其它设计方法

3、传导发射CE 3.1传导干扰源头分析差模干扰的测试原理、共模干扰的测试原理、开关电源产生电磁干扰点、如何定位差模和共模干扰。

3.2传导耦合途径分析差模噪声耦合途径、共模发射由分布参数形成耦合途径、分布电容。

3.3传导发射整改方法对干扰源的抑制、传导差模噪声的抑制方法、传导共模噪声的抑制方法。

4、静电抗扰度ESD 4.1ESD基本知识

静电干扰与危害原理、静电放电敏感分级、常见半导体器件的ESD易损值、电磁脉冲效应。

4.2常见静电整改器件常见静电整改器件、TVS管原理、压敏电阻。

4.3静电问题整改思路静电试验介绍、静电放电的传导方式、静电的强电场效应、静电放电的发射方式。

4.4静电问题整改思路空气放电问题定位空气放电的定位、结构处理、关键电路处理、PCB布线处理、软件处理、键盘空气放电ESD问题定位。

4.5接触放电问题定位器件设计注意、器件PCB布局设计注意、敏感电路局部屏蔽处理。

5、电快速瞬变脉冲群 5.1EFT干扰现象介绍

电快速瞬变脉冲群的起因、容易出现问题场合、干扰的特点。5.2EFT干扰机理分析 信号发生器电路、EFT信号波形、EFT干扰成分、EFT干扰耦合途径、EFT干扰与分布参数、EFT机理。

5.3EFT干扰整改思路干扰信号的耦合、干扰性质、解决思路。5.4EFT干扰整改常用器件磁环、电容、共模电感、其他器件。

6、测试仪器与工具探头介绍、简易探头实物、探头的种类、使用磁场探头进行结构缝隙泄漏定位、使用电场探头进行幅度测量、产品定位与解决流程。

7、常用EMC滤波器件频谱分析电容的作用、单板使用的滤波电容、电容元器件频谱分析、差模电感的作用、差模电感在实际的产品上应用、差模电感元器件频谱分析、共模电感的作用、共模电感在实际产品上的应用、共模电感元器件频谱分析、电阻在EMI中的作用、电阻元器件频谱分析、磁珠的作用、磁珠在实际产品中的应用、磁珠元器件频谱分析。

第二篇：电子产品EMC处理入门

电子产品EMC处理入门

CE认证中EMC测试，有三个重要部分：电磁兼容ＥＭＩ，静电ＥＳＤ，电源浪涌。

第一个部分：EMI电磁兼容

图一，实验室EMI报告实例，各个试验室的报告大致一致，上图是平板电脑在插充电器播放SD卡里的视频的扫描结果。横坐标是频率30-1000MHz，纵坐标是辐射强度dBuV/m,图中表示在162.041这个频点上面辐射超标。

主要是防止电子产品的辐射尖峰高于标准，对周围的其他电器设备，例如电视，音响，心脏起搏器等产生干扰。

这个标准限值是40dB，自己扫起来会比较麻烦，设备条件也达不到CE的要求，所以一般是先去实验室微波暗室先对全频段扫一遍。然后回公司用频谱仪辅助整改。实验室价格大多是标价700一小时，最少半小时算，一般打6-8折。就是400-500一小时左右。一般签约长期合作会按6折算的。

另一个方面是PCB发散的DB值比较高的电磁波会导致wifi,3G,GPS,BT天线受到干扰而信号变差，灵敏度（信号分辨率）降低，体现在GPS上是搜星速度变慢且信号dB值降低。Wifi上面则是到一定距离以后就无法正常播放视频。

EMI后期处理主要方法是做好屏蔽罩，包导电布，（导电布要良好接地），使用排阻和共模电感这些方法。3G4G和wifi的超标波峰则是通过匹配ANT线上的电容电阻和修改固件来降低某个频点的发射功率来改善。

对于PCBlayout 的修改和预防，有这几个方面：

a、辐射比较大的线走内层；主要是高速的信号线和时钟线，例如HDMI，MIPI，USB，wifi SOIO，TF SDIO，CAM 等

b、走线和电源避免出现直角和锐角，覆铜和铜箔要做好倒角；地线走线端点要打过孔

c、走线折角越大越好，越平滑发散越小；

d，高速线和时钟线要做好阻抗，特征阻抗可以保证电磁波刚好被接收端接收。如果阻抗差得较大，就会出现乒乓球效应，部分信号会反射回来反复激荡，最终变成电磁波发散出去，一般某种信号线的特征阻抗和该信号的频率和波形有关，控制阻抗的方法是控制走线宽度，走线间距，阻抗线要求相邻的地层是完整的，作为“参考平面”。板厂还有控制隔层（也叫介质层/绝缘层）厚度和控制走线铜厚等方法来控制阻抗。一般计算阻抗使用的是SI9000软件。

e、对于屏，SD卡，HDMI，WIFI，摄像头的时钟线，要求做好包地；还有板载GPS模块的时钟也要做好包地，这些是导致辐射超标的元凶。还有HDMI，MIPI屏，USB的差分线，也要做好阻抗和包地，以上的重要信号线，有条件都要走内层。其他的比如DCDC电源和PMU等一般都要加屏蔽罩来降低辐射强度。大量的电感的辐射也不能忽视。

平板电脑和手机CE的EMI测试有这几个模式：

前摄像头插SD卡录像模式，后摄像头插SD卡录像模式，前后摄像头自动连拍（apk实现）模式，HDMI用SD卡放视频模式，电脑拷贝文件到平板电脑模式测试。

其中最难通过的是HDMI模式和USB传输模式。这两个项目都要求选用极好的，带屏蔽的，已经通过了EMI标准的传输线来测试才比较好通过。

如果在第一次试产完毕就完整的扫描一下不加外壳的样机在各个工作模式下的辐射参数，然后通过增加和调整磁珠，皮法级的电容、共模电感，排阻的值，修改走线，优化走线的阻抗值这些方法来改善EMI，还是很好解决的。

有些公司设立了EMI工程师这个职位主要任务就是用这些方法来改善PCB，国际化的电子产品都需要过3C（中国）、CE（欧洲）、FCC（美国）等认证。南美市场和韩日台等也有自己的认证，大致标准和以上三种差不多。

第二部分：静电测试（ESD）

这个主要测试项目有两个，空气放电（距离5mm左右放电，这个产品各个部位都要打）和接触放电（就是放电头接触打，只打手摸得到的导电部分，比如USB座子、HDMI座子，SD卡座子外缘,金属边框和外壳等。

这个静电测试主要是保证空气干燥的环境下，电子产品能够和平时一样正常工作。

比如沙漠地区，和各国的冬天，一般都是空气湿度低，衣服摩擦产生静电就会很多，汽车运动中摩擦产生的静电还要大一些，这些静电的电压都有4—10KV左右。

一般平板电脑的标准是接触放电±4KV，空气放电±8KV；有些客户要求严格些的要求是接触放电±6KV，空气放电±10KV；汽车电子的静电认证标准要高于平板电脑。

测试的模式有关机测试，开机桌面模式测试，还有播放视频测试等。都要把接触放电和空气放电对相应部位过一遍，一般都是打一次静电用接地线放上去把静电放掉，每个部位打10次。而且正负高压都要测试。正负高压测试结果有时会不同。

测试的标准是电子功能要正常，各个模块工作正常，没有死机花屏概率性关机，损坏无法开机等现象出现。测试前要经过软硬件测试和老化测试，确保样机ok，如果测试后拿回去老化出现概率性死机，也是不通过的，但是一般不影响过认证。

深圳大多数实验室都是测静电标价500一小时，有专业的静电测试房和测试设备，一般也是6-8折。一般半小时可以搞定，包括整改。

静电处理的方法的核心是导通到地，比如USB和SD卡的座子到地平面多打过孔，使静电从电阻最小的通路进入地平面；还有就是在信号线和电源线上面加静电管/TVS管，该元件在电压超过限值的时候会由超大电阻变成极小电阻，将静电导入地平面。

还有一个后期最常用的方法就是用导电布和导电泡绵把静电导入地平面，或者在塑料后壳上面贴大面积导电布或者铝箔纸做一个存储静电的“大水池”，再用导电泡棉把出问题的部位的导电部分和这个大水池还有充分接地。

第三部分，浪涌测试。

手机平板只是测试充电器。插拔过程瞬间，手机平板那种5V充电器的瞬间电压一般在15V左右，只有一个波峰。这个波峰比较容易造成电子产品损坏，比如击穿输入口附近的滤波电容或者某些电源IC导致短路。

质量越好的充电器这个参数压得约低。充电器空载的时候这个波峰会比带负载时高一些（3-10V）。捕捉这个插拔浪涌电压的方法是用电子负载仪来模拟电子产品作为负载。然后用示波器单次来自动捕捉USB-5V上的这个浪涌电压。捕捉10次取平均值。

CE标准是要求把这个峰值压在负载10V，空载12V。

汽车电子由于点火线波动更大，对于浪涌的测试会要求更高。

我们要增加对浪涌电流的承受能力，一个是在DC12V上面要尽量使用耐压30V以上的电容，另一个是在DC12V和PWR上面使用TVS管；但是由于TVS管被过高的持续电压击穿后会造成短路烧坏壳子，所以必须放在保险丝和过压保护IC后面，或者DCDC后面。

还有就是要在电源线，地线和铜箔和过孔上留足余量。

过孔电流计算，按照0204过孔周长0.6mm,0305过孔0.9mm，（等价与走线）来算；温升控制要求低于10度，1mm，1orz,按照1.5-2A电流来算,留足余量3-5倍，板子的稳定性就可以好很多。

最后就是元件例如DCDC选型的时候选耐压高的，12V以下其实考虑这方面的并不多。

这些方法总结起来就是做好电路规划，选好电容，加TVS，注意走线过孔。同时还要注意电流补偿产生的上冲，还有瞬间功率太大造成的下冲问题（轨道塌陷）。

最后讲一讲信号处理这部分，蓝牙很好过，基本测试要求100KB/S很好过，原理图没错基本就没问题。一般都是和FM、WIFI做在一起了。

WIFI的话要求把阻抗做好，走线较长的话拐角用圆弧，有合适的匹配电容电阻，如下图就是一个WIFI天线做得比较好的。

还有好的天线厂也很重要，例如固戍云希大部分wifi天线可以做到距离25M穿一道墙，wifi apk测试53-58dB左右，25m播放网络视频缓冲在10S以内，而且不会中断。但是云希调3G4G天线只是还行，勉强达到标准，70分。GPS FPC天线也一般。

另一家比如南斗星和圣玛尔在GPS和3G，4G天线上面有更好的表现。wifi驱动本身对信号也是有很大影响的，如果对wifi信号强度要求比较高，可以直接让供应商把通过调节软件固件把wifi发射功率调高一些（一般都设为22.5dB 的发射功率），从天线座子用端子把信号接出来，用网分，8960，频谱仪和CM300，CM500这些仪器都可以测试发射功率的，缺乏设备就可以直接拿去天线厂和模块厂测试。这个是有源测试。

但是发射功率调高，信号质量就会下降，例如出现信号波形变形严重（EVM值高）还有灵敏度下降的情况，就是25m信号接收到45dB，但是看视频却看不了。（灵敏度定义wifi和3G有些不同的，定义为丢包率7%/3%的时候的信号强度，直接可以理解为信号分辨率，主要受干扰/杂波和信号变形影响）

举例2，目前平板手机基本都是GPS，wifi，蓝牙，FM是4合1天线，着重调WIFI和GPS天线。蓝牙和WIFI的频段很接近的。3G是一根天线，4G一般都要一主一副2跟天线，主要是频点太多了。

例如4G测试，有1000多个频点，要测试2-3个小时（Ｃｍ５００自动化测试）。

４Ｇ方面，目前没有自己画过，知道做得比较好的有华旭昌，品网和发掘。之前４Ｇ都是和他们合作的，需要买ＣＭ５００，不然很难搞定，基本必须要一个通信工程师来调模块各个频点的发射功率的的，要不然某些频点（某些地区）信号表现会比较差。

第三篇：电子产品的EMC整改方法实例分享

电子产品的EMC整改方法实例分享

摘要

EMC的各种指标是目前在所有标准要求的项目中，在产品设计时最难以达到的；由于EMC的设计经验较少，经常在设计完成之后才进行EMC测试，一旦测试发现问题，会出现产品准备上市销售时EMC的问题总是没有时间解决，项目不断的延迟，需要再花费大量的时间去解决，相信这是每位遇到EMC问题的研发人员的深刻体会。电子产品的辐射发射与传导发射两个项目，是国家3C认证标准（GB13837-2012、GB9254-2008）强制检测的项目，而电子产品在这两个项目上花费的整改周期也很长，为此，本文根据从事EMC实验室工作多年经验的同事心得，并结合有关资料，总结出以下EMC整改方法与整改措施。

1．EMC相关知识介绍

1.1 EMC Electromagnetic compatibility，电磁兼容性（EMC=EMI+EMS），EMI（Electromagnetic Interference）：电磁干扰，主要包括辐射发射、传导发射。EMS（Electromagnetic Susceptibility）：电磁抗扰度，主要包括辐射抗扰、传导抗扰。1.2 EMC定义及要素

EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作，同时也不对其他设备产生影响工作的干扰。EMC三要素如图1，缺少任何一个都构不成EMC问题。

2．整机测试出现的EMC超标，主要是30M-1G的辐射问题，主要采取以下方法

2.1 首先整机用电脑测试软件进行水平极化方向和垂直极化方向的预扫，若出现超标噪声点，初步判断辐射主要是由水平线还是有垂直线产生的

当接收天线为水平时噪声强度较高，可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的水平线所造成，而当接收天线为垂直时噪声强度较高，可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的垂直线所造成，2.2 判断最大辐射位置

在EMC测试时，除了天线要测试水平与垂直二个极化方向外，待测物的桌子要旋转360度，记录最大的噪声读值，因此当发现噪声无法符合时，除了先判断水平和垂直噪声的差异外，便是要将待测物旋转到最大的噪声位置，由于电子产品其噪声的辐射往往会在某一个角度最大，而此时待测物面向天线的位置，往往是造成辐射的来源，通常要分析这位置附近的组件、导线及屏蔽效果，如此则较容易锁定范围，再仔细分析问题 2.3 判断辐射主要是由共模或差模骚扰产生的

对噪声频谱预扫图形进行分析，若看到整个频带的基线为一宽带的噪声，我们可以视为共模骚扰的噪声，若其上一支支单独的噪声点可以视为差骚扰模噪声。将噪声分布情形分成共模骚扰和差骚扰模的作用，主要便是要判断其分别造成的辐射来源机制，如此帮助找到问题点及对策的方法。

造成共模骚扰的原因主要是接地与屏蔽，也就是当发现的噪声非常高时，则要先考虑产品内的接地与屏蔽的问题。而造成差骚扰模的原因则主要是线的问题，包括电路板上的布线、产品内部的各种导线及外部的连接线，故要从连线和PCB布线来找出问题，能够从这两个方面先把问题厘清，对于深入细部的修改是很有帮助的。2.4 用谐波判断噪声源

大部份噪声测试的频谱图，皆可以看到如下之一支支等距的噪声，这一支支等距的噪声亦即为噪声的谐波，通常可由其判断噪声的来源。

计算每一支等距噪声差，即为噪声的源头频率，一般为晶振，内存时钟等，由于在电路板上往往会使用数个不同频率的晶振、时钟，以致有时无法判断是那一个晶振、时钟所造成，利用这个方法有时可以很快的确定是那一个晶振、时钟造成，然后再出对策，如此可省除逐一拆除晶振、时钟判断，或者在电路板上逐一割线判断的麻烦。2.5 用频谱仪对噪声点进行判断

除了使用谐波的观念来判断噪声的来源外，尚可将噪声点展开来判断，也就是将频谱分析仪的范围减小，然后研究造成的机制。

由于造成辐射噪声的成因很多，而产品也可能有多种功能组件会引起噪声干扰，通常频谱分析仪设定由30MHz测到1000MHz，如此可以很快看出有那些噪声无法符合要求，但是因为频宽设定太大，故噪声几乎都是一支一支的状态显现，无法对宽带噪声进行分析，如果我们将频谱的范围减小到100kHz，此时便可对产生噪声的波形进行具体分析，结合产品电路找到噪声源。2.6 以液晶电视为例

在不影响电源开机的情况下可以将导线或连接线逐一取下，看频谱分析仪的噪声大小，以此确定辐射源，采取相应对策：

（1）对上屏线产生的辐射骚扰，改变上屏线走向，将上屏线与液晶屏金属背板用导电布连接；改变软件参数，对上屏频率展频；

（2）对各种连线产生的辐射骚扰，改变连线的走向，将连线用导电布与液晶屏金属背板连接；

（3）主板产生的辐射骚扰，用导电泡绵将主板CPU、内存与液晶屏金属背板连接；（4）接地不良产生的辐射骚扰，拧紧金属接地螺钉，增加接地点；（5）在引起辐射超标的连接线上加磁环。

3．整改实际案例

3.1 针对产品已经研制结束的整改措施

3.1.1 现象：空调KFR-72LW-Q1V传导测试不合格

对策：在电源端加磁环后测试合格。

3.1.2 现象：液晶电视LE40C19市场审核辐射场强测试不合格

对策：将扬声器线与液晶金属背板相连（通过导电布），测试合格。3.2 针对产品在研制阶段的整改措施

典型的产品电磁辐射问题，有一些频率点上超出标准的要求，由于辐射发射的测试不确定度很大，各个实验室之间的测试结果差异很大，许多公司都要求辐射发射的测试结果有 4-6dB的余量。

类似辐射发射超标的情况经常发生，要想解决，须弄清楚辐射产生的根本原因，据笔者分析，可能的辐射问题来源有：（1）印刷线路板中走线问题引起的 在PCB 板走线中应该注意一些高速信号的回流路径，我们知道信号即有电压也会存在电流，而信号电流总是要流回其源头，如果高速信号的回流路径过大，形成环路，很容易对外辐射能量。

（2）连接 PCB 板的电缆引走的问题

与电路板相连的电缆也是产生辐射问题的原因之一，因为高速信号电流在电缆中流动由于环路和阻抗不匹配等原因很易对外产生共模或差模的电磁辐射。同理，在多层电路板中，如果叠层设计不合理，叠层之间的电磁场耦合存在天线效应，对外进行能量辐射；辐射的能量从哪里出来，如何解决？通常要花费工程师相当长的时间来进行分析解决。通过仿真分析结果则很清晰表明的产生辐射问题的机理，在高频状态下，电流总是寻找最短路径回到源端，在存在障碍的情况下（高阻抗、环流面积大）就会对产生辐射。

5．总结

总之，解决EMC的问题应该在产品研发的过程之中予以解决，而不是在产品研发完成之后再进行修补，在设计中应遵循一些EMC的设计规则，项目团队对电路设计和PCB设计进行评审，并在每个研发阶段应进行相应的EMC工程测试，以发现潜在的问题。从EMC问题产生的根源上解决问题永远比在表面上解决（如屏蔽）要好的多，且成本更低，在整个项目研发流程中，对EMC问题解决的越晚，所产生的成本会更高。（本文由EMC整改实验室德普华检测编辑整理发布，仅供参考阅读）

第四篇：PCB EMC设计指南总结

PCB EMC设计指南总结

对于静电放电问题的解决方案，可按以下十二条规则来进行（按优先顺

序排列）：

1、PCB上的非绝缘机壳地线必须与其他走线相距至少2.2毫米。这适用于连接到机壳地上的所有物体，包括轨线；

2、机壳地线的长度不应超过其宽度的五倍；

3、使未绝缘的电路与操作人员可触摸到的PCB区域或未接地的金

属物体相隔至少2厘米以上；

4、电源线与地线要么并排平行地放在PCB的同一层上，要么放在相邻的两层；

5、地平面和地线必须连成网格状。在任意一个方向上，垂直地线与水平地线至少每隔6厘米连接一次。尤其是双面PCB板，也就是说，PCB板的第一层可以布水平的地线，而第二层可布垂直的地线，必须至少每隔6厘米放置一个过孔以将两者相连（当然，在小于6厘米的地方进行连接是更好的，地平面比地线网格要好一些）；

6、所有信号线必须在地线面边缘或地线以内13毫米以上。地线既可以布在与信号线相同的层，也可布在与之

紧挨着的层上。如果信号线的长度达到30厘米或其以上，则必须在其旁边放置一根地线，在信号线上方或其

相邻面上放置地线也是可以的；

7、电源线与地线之间跨接的旁路电容器，彼此之间的距离不能大于8厘米（这样每片集成块可能会有多个旁路

电容相连）；

8、相互之间连线较多的元件要靠在一起；

9、所有元件必须尽可能靠近I/O连接器（注意，首先应满足第3条）；

10、将PCB的空余部分全部填以地线（应注意在每隔6厘米的地方

进行连接以产生地线网格）；

11、如可能的话，将馈送电源线或信号线从PCB板的边缘中心处引出，而不应从某一个角上引出来。

12、对于特别敏感且较长的信号线（30厘米或更长），应每隔一定

间隔与其地线对调。

注意：这些设计规则必须应用到系统内的所有PCB板上（例如主板及插在上面的板卡）。例如，当应用第2条时，机壳地线长度包括母板

与子板所有地线的长度之和。

第五篇：EMC整车设计要求标准

电动汽车车载电器部件要满足相应EMC技术要求，就应考虑其内部元器件和导线的合理布排，并做相应的测试及优化工作。由于整车电气系统为各电器部件及连接线缆的集成体，设备之间的相互影响加剧了电磁环境的复杂性，部件级EMC测试和整车EMC测试关联解析难度大。同时各车型在功能、市场定位、系统架构与布局、零部件电磁特性、集成度等方面可能存在较大差异，很难给出一个或一组统一的定量化指标去适合于所有电动汽车。

在EMC设计、管理等方面，国内电动汽车厂普遍存在以下几方面问题：

①EMC工作主要由EMC工程师开展，缺乏系统内协作；

②EMC工作主要围绕电器部件及整车的EMC测试展开，EMC设计不足；

③电器部件EMC设计和整车EMC设计脱节，EMC问题几乎全部由车载电器部件承担责任；

④企业历史短，缺乏专业的EMC设计经验，缺乏规范的EMC研发、管理流程。

本文参考系统级电磁兼容设计思想，并借鉴国外电动汽车的优秀EMC设计方法，提出一种电动汽车系统级EMC开发方法，该方法建立的系统开发流程贯穿实施于车辆开发各流程中，整车一次性通过EMC法规测试，并做到了系统内的良好兼容性。

1、电动汽车系统级EMC设计思想

系统电磁兼容问题在分析方法、设计方法、试验方法方面，均为系统工程问题。

电动汽车系统级EMC设计思想：综合考虑电器部件性能及功能完整性、可靠性、技术成本、车身轻量化、产品上市周期等各种因素，确定布局和技术控制状态，选取材料、结构和工艺，在车辆研发的各阶段，以最低的成本、最有效的方式将接地、屏蔽及滤波等设计思想及具体措施实施到产品或系统中，在测试阶段做出详细的EMC测试评价、优化及管理，最终形成一套可行性高的正向开发设计方法或流程。

在产品质量前期策划（advancedproductqualityplanning，简称APQP）过程中，新产品研发过程一般由5个阶段组成：计划定义和项目、产品设计和开发验证、过程设计和开发验证、产品和过程确认，以及反馈、评估和纠正措施，APQP进度图如图1所示。

借鉴APQP流程，电动汽车系统级EMC开发流程可包括：EMC规划阶段、EMC系统架构布局阶段、EMC设计阶段、EMC系统测试及状态冻结阶段以及EMC评估、评审和优化阶段。

上述各阶段需要车型设计总师、项目经理、EMC专家、EMC工程师、电气工程师、线束工程师、总布置工程师、结构工程师、测试工程师以及各电器部件供应商等协作参与，共同完成。

2、电动汽车系统级EMC设计开发流程

2.1 EMC规划阶段

本阶段工作内容是在分析整车技术规范（VehicleTechnicalSpecificaTIon，简称VTS）初稿的基础上，对表1中列举的内容进行研究，重点掌握现有电器部件EMC特性，并编写整车EMC设计指导书等报告，为EMC系统架构布局提供重要依据。

表1 EMC 规划阶段主要工作内容

2.2 EMC 系统架构布局阶段

本阶段是整车系统级EMC 开发流程中最为关键的一步，其核心工作内容可归结为“先由面建点，再由点连线”。

“面”即为由车身、车身支架、12 V 蓄电池负极等建立的参考地。

“点”为车载电器部件，以规划阶段编写的《高压部件布局布置指导性设计报告》、《CAN 网络线束布局布置指导性设计规范》等报告为指导，综合考虑车身数模及电器零部件初版数模，对车载关键电器部件进行布局。优先进行动力蓄电池布置；根据驱动方式、冷却系统、可安装位置、质心坐标等确定电机本体大致布置；结合功能性要求、碰撞安全性法规要求、IP 防护、安装便利性、美观等，确定其它电器部件布局。“点”还包括抽象的接地点，随着电器部件布局位置确认而确定。接地点的选取应以就近接地、系统接地网络的合理、可维护为原则。

“线”即为前面建立的各“点”之间的互连线缆，是整车电气系统的重要组成部分。线缆布置的基本原则：尽量短、避免交叉、走向美观、安装固定方便。以i-MiEV 车底盘下线缆布局（见图2）为例，其线缆短、线缆无交叉的特点显而易见。

优先考虑系统布局这一策略是成本最划算的一种EMC设计方法，对系统进行布局划分，使对干扰电流的控制成为可能。

整车EMC架构布局需要综合考虑各种技术要求，并将EMC技术融入到产品架构设计中去。图3为某型号电动汽车布局差异对比图，与图3（a）相比，图 3（b）所示布局方案更合理，线缆走向更规范，整车碰撞安全性也更高。两种布置方案下电器部件壳体设计、连接器选型等均存在较大差异，说明若布局阶段 “点”规划不合理，会导致整车电气系统架构布局的变更，其对整车设计成本、上市周期等均带来较大变化。整车设计初期，不建议所有电器部件都做出开模计划，同时从整车设计角度，“点”也应该符合“面”的规划，即使一些电器部件前期已开模且适用于一些车型，也应该根据本车型布置要求，在评审后重新制定开模计划。

（b）布局整齐

图3某型号电动汽车布局差异对比（网络资料）

图4为某车型不合理的电机系统（电机和电机控制器）布局图，该布局导致U、V、W线缆过长，根据设计经验，该方案存在辐射发射超标风险，EMC评审不通过，该布局方案未获批准。

布局合理最基础，其经济性也最高。车内电子通信设备的日益增多使互连系统的排布密度大幅度增加，加上车载系统狭小的内部空间，因而对前期系统架构布局提出了更高的要求。

表2列举了本阶段主要输出报告。

2.3 EMC设计阶段

EMC设计虽然不是什么新鲜技术，但其需要大量专业设计、制造工艺以及管理等知识的支撑，并要参考一切可以指导团队和员工决策或行动的信息、标准、规范、法则及经验，最终形成用于指导生产的设计知识体系，研发过程中知识流动和转换框图如图5所示。

EMC设计阶段主要围绕EMC三个措施（即接地、屏蔽和滤波）展开，本阶段主要的设计输出报告如表3所示。

表 3 EMC 设计阶段主要输出报告

图4某车型前期不合理的电机系统布局图

布局合理最基础，其经济性也最高。车内电子通信设备的日益增多使互连系统的排布密度大幅度增加，加上车载系统狭小的内部空间，因而对前期系统架构布局提出了更高的要求。表2列举了本阶段主要输出报告。

接地设计主要包括接地线的工艺、接地螺栓和螺母选型、接地点防腐蚀处理工艺设计等。图 6为某型号电动汽车接地设计细节，可作为参考。

（b）接地线和接地螺母

图6 某型号电动汽车接地设计（网络资料）

屏蔽设计的关键之一在于高低压电器部件壳体设计，如何将工业设计等技术和壳体屏蔽设计技术巧妙结合在一起，体现EMC设计技术和艺术的完美结合，是本部分的难点。由于壳体开模成本较高，建议全新开模在评审通过后确定。

应当指出，在选用屏蔽线缆时，不仅要考虑其屏蔽性能，还要考虑成本、机械强度等特性。当整个电缆受到过多的机械、天气和潮湿的影响时，影响最严重的屏蔽部分就是连接处，通常使用5年之后性能将下降一个数量级（20dB）。

对于多电缆入口的机箱壳体，为保证屏蔽连接的连续性，电缆屏蔽连接方法可参考图7。

a）线缆屏蔽层和壳体端接

b）c）（b）线缆端连接夹具

图 7 多电缆屏蔽层和壳体电连接（网络资料）

（a）电机本体（b）电机及集成控制器

图8 某型号电动汽车电机系统设计（网络资料）

若考虑成本，部件屏蔽设计难以做到完美，可考虑系统级解决措施。图8为某型号电动汽车电机系统设计，为降低 U、V、W 线缆可能带来的辐射发射问题，其在电机端增加一金属屏蔽盒，在提高 EMC 设计的同时提高了IP防护等级。

2.4 EMC 系统测试及状态冻结阶段

系统电磁兼容试验技术包括：试验规范制定、标准制定、项目选择、实施方法、场地建设、误差处理等技术和过程。为保证EMC测试的一致性，系统测试必须在标准的试验环境下进行。根据自身条件建立相应测试环境或选择测试机构，都是不错的选择，为节省测试费用而牺牲零部件或整车EMC性能的做法必将付出沉重的代价。

若脱离整车测试验证环节，零部件EMC设计很可能出现设计不足或过设计问题。EMC 系统测试是系统级EMC设计流程中重要的环节，既用于验证整车 EMC 设计的合理性，又为设计方案优化、评审及冻结提供依据。在验证各电器部件EMC设计符合性的前提下，验证零部件EMC测试数据和整车测试数据的关联性，根据整车测试中暴露出来的问题，首先对整车系统内接地措施进行尝试性优化整改，在整改效果难以满足整车测试需求的前提下，对零部件EMC指标进行有针对性的更改，根据整改便利性、成本、可靠性、开发周期等因素确认零部件更改比重，并保证足够的裕量，从而降低因不确定性等因素带来的误差，保证整车测试的一致性。

状态冻结阶段，需要随机抽样同一批次各电器部件多台进行测试，在测试数据一致性评审通过后，冻结零部件EMC设计。同样，只有整车测试具有足够的一致性和裕量，整车EMC 设计数据才能冻结。

本阶段主要输出报告有：《电器部件 EMC 测试分 析报告》、《整车测试分析报告》、《系统设计优化分 析报告》、《XX 零部件EMC优化设计分析报告》、《接地线（含接地螺栓、螺母）盐雾等试验分析报告）》、《接地线阻抗测试报告》、《接地点防腐处理工艺设计评审 报告》、《接地点可维护性评审报告》、《电器部件壳体数模冻结报告》、《电器部件EMC设计方案冻结报告》、《XX 车型EMC设计方案冻结报告》等。

2.5 EMC 评估、评审和优化阶段

本阶段贯穿于系统级EMC设计的整个流程中，每个阶段的评估、评审和优化，必须保证零部件设计和整车设计具有一定的同步性。评估、评审时既要考虑功能完整性、技术先进性、可靠性、安全性等设计因素，还需要 EMC 专家的技术指导，同时又要综合考虑设计美 观度、可维护性、可工程化、成本等其它因素。

简单合理的设计是最好的设计，这无疑在节约成本，提高产品良品率，加快上市时间的同时，让电动汽车EMC设计的风险降至最低，所以评估、评审阶段还应坚持简单的原则。

电动汽车功率部件越来越呈现出小型化、集成化的技术趋势，功率部件的EMC设计仍将是整车EMC设计的重要内容之一。为提高续航里程而增大电池结构，从而使整车电器系统布局更紧凑，部件间EMI问题更突出。智能化、高频化等电子电器的安装加剧了整车通过GB 14023测试的难度，所以，评估、评审阶段还应坚持与时俱进的原则。

3、结语

本文从工程应用设计的角度，对整车系统级EMC设计流程做了详细描述，而对设计细节以及EMC 指标的量化未做具体描述，但整个设计流程还是非常清晰的。采用系统方法，按照特定的逻辑来组织研发过程中模糊的、相互纠缠在一起的各种研发活动，最大程度地减少研发活动的反复和耦合，使复杂、模糊、混乱的EMC研发活动流程化，从而提高了EMC设计工作的效率和质量，缩短了开发周期，减少了研发成本及产品生命周期的总成本。

在设计和选用电源滤波器的过程中，系统工程师发现，加了滤波器以后作用不大，甚至会发生某些频段的噪声变大。

OBC 内部均设计了滤波单元，但由于滤波单元设计不专业（包括滤波器输出阻抗和 OBC 输入阻抗相互匹配、滤波器拓扑结构设计不合理等）或受布局空间所限安装位置不合理等原因，滤波器实际抑制干扰能力较差，传导发射超标现象较明显。

4、总结

本文所述示例说明了接地、屏蔽以及滤波措施正确合理设计的重要性。目前电动汽车电子电器零部件越来越多，整车电气系统（包括各电器部件、互连线缆以及车身架构等）建立的电磁环境也越来越复杂，如何根据各电器部件自身EMC特性以及所处的电磁环境等因素，将EMC措施合理体现在整车设计中应是研究的重点和关键。