EMI、ESD、EMS、EMC的定義與區別

 

1、EMI全稱Electromagnetic Interference，即電磁干擾，指電子設備在自身工作過程中產生的電磁波，對外發射并對設備其它部分或外部其它設備造成干擾。

 

意指設備所產生的電磁能量既不對其它設備產生干擾,也不受其他設備的電磁能量干擾的能力。

 

所謂“干擾”,指設備受到干擾后性能降低以及對設備產生干擾的干擾源這二層意思。

 

在電氣干擾領域有許多英文縮寫。EMI電磁干擾是合成詞，應分別考慮電磁和干擾，干擾是指設備受到干擾后性能降低以及對設備產生干擾的干擾源這倆層意思。

 

第一層意思如雷電使收音機產生雜音,摩托車在附近行駛后電視畫面出現雪花,拿起電話后聽到無線電聲音等,這些可以簡稱其為與“BC I”“TV I”“Tel I”,這些縮寫中都有相同的“I”(干擾)(BC：廣播)

 

第二層含義就是指干擾源，也包括受到干擾之前的電磁能量。電荷如果靜止，稱為靜電（ESD）。當不同的電位向同一方向移動時，便發生了靜電放電，產生電流，電流周圍產生磁場。如果電流的方向和大小持續不斷變化就產生了電磁波。電以各種狀態存在，我們把這些所有狀態統稱為電磁。EMI標準和EMI檢測是確定所處理的電的狀態，決定如何檢測與評價。

 

2、EMS全稱Electromagnetic Susceptibility，即電磁敏感度，指電子設備受電磁干擾的敏感程度。

 

其意是指由于電磁能量造成性能下降的容易程度。為通俗易懂,我們將電子設備比喻為人,將電磁能量比作感冒病毒,敏感度就是是否易患感冒。如果不易患感冒,說明免疫力強,也就是英語單詞Immunity,即抗電磁干擾性強。

 

3、EMC全稱Electromagnetic Compatibility，即電磁兼容，要求電源模塊等電子設備內部沒有嚴重的干擾源及設備，或電源系統有較好的抗干擾能力。

 

EMC這個術語有其非常廣的含義，如同盲人摸象,你摸到的與實際還有很大區別。特別是與設計意圖相反的電磁現象,都應看成是EMC問題。

 

電磁能量的檢測、抗電磁干擾性試驗、檢測結果的統計處理、電磁能量輻射抑制技術、雷電和地磁等自然電磁現象、電場磁場對人體的影響、電場強度的國際標準、電磁能量的傳輸途徑、相關標準及限制等均包含在EMC之內。

 

EMC標準按區域主要分為國際標準（IEC）、歐盟標準（EN）、中國標準（GB/T）等。通用類的EMC標準主要分為居住、輕工業、工業環境等。

隨著電氣電子技術的發展，電磁環境日漸復雜，產品的電磁兼容性受到企業的重視。各公司將會繼續提高電源模塊產品的EMC性能，緊隨新技術、新材料、新趨勢，為用戶提供專業化的產品和服務。

 

4、EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部份，所謂EMI電磁干擾，乃為機器本身在執行應有功能的過程中所產生不利于其它系統的電磁噪聲；而EMS乃指機器在執行應有功能的過程中不受周圍電磁環境影響的能力。

 

簡單表述就是：

 

EMC=EMI+EMS

值得注意的是，其中EMI其中包括ESD，EMC報告中包含ESD一項。

 

產品設計時應該怎么做

 

EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。所謂電磁干擾是指任何能使設備或系統性能降級的電磁現象。而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設備或系統的性能下降。

 

在電子產品的設計中，為獲得良好的EMC性能和成本比，對產品進行EMC設計是重要的；電子產品的EMC性能是設計賦予的。測試僅僅是將電子產品固有的EMC性能用某種定量的方法表征出來。對于EMC設計來講：

 

首先，應在研發前期考慮EMC設計

 

如果產品設計前期不考慮EMC問題，僅寄希望于測試階段解決（表現為通過整改來解決設計成型產品的EMC問題，這樣大量的人力和物力都投入在后期的測試/驗證、整改階段）。那么，即使產品整改成功，大多情況下還是會由于整改涉及電路原理、PCB設計、結構模具的變更，導致研發費用大大增加，周期大大延長。只有在前期產品設計過程中考慮與預測EMC問題，把EMC變成一種可控的設計技術，并行和同步于產品功能設計的過程，才能一次性地把產品設計好。

 

其次，應該系統化的進行EMC設計

 

通過設計提高電子產品的EMC性能，絕對不是企業內EMC專家一個人所賦予的，因為EMC絕對不可能脫離產品硬件、結構等實物而存在。因此，要使設計的電子產品一次取得良好的EMC性能，就需要提高產品設計工程師的EMC經驗與意識問題。如硬件工程師，除了原先必須掌握的電路設計知識外，還應該掌握EMI和EMS抗干擾設計的基本知識；PCB設計工程師需要掌握相應的器件布局、層疊設計、高速布線方面的EMC設計知識；結構工程師也需要了解產品結構的屏蔽等方面的設計知識。因為這些共同參與產品設計的工程師，要去實現FMC專家在產品設計過程中所提出的意見，就要理解、領會EMC專家所提出的建議的奧秘，并與各自領域的設計特點相結合，將所有EMC問題的萌芽消滅在產品設計階段。只有所有參與產品設計的開發人員共同提高EMC素質，才能設計出具有高性能EMC的電子產品。

 

一般電子產品設計時不考慮EMC問題，就會導致EMC測試失敗，以致不能通過相關法規的認證。下圖概述了EMC、EMI、ESD評審的要點。

 

 

EMC、EMI、ESD評審的要點

 

隨著電氣電子技術的發展，家用電器產品日益普及和電子化，廣播電視、郵電通訊和計算機及其網絡的日益發達，電磁環境日益復雜和惡化，使我們逐漸關注設備的工作環境，日益關注電磁環境對電子設備的影響，電氣電子產品的電磁干擾(EMI)和電磁兼容性(EMC)的問題越來越受到工程師和生產企業的重視。在ESD防護中，大體可以分為兩大類。

 

傳導性ESD防護

 

對靜電電流在電路中防護主要使用一些保護器件，在敏感器件前端構成保護電路，引導或耗散電流。此類保護器件有：陶瓷電容，壓敏電阻，TVS管等。

 

輻射性ESD防護

 

對于靜電產生的場對敏感電路產生影響，防護方法主要是盡量減少場的產生和能量，通過結構的改善增加防護能力，對敏感線路實施保護。對場的保護通常比較困難，在改良實踐中探索出了一種叫做等位體的方法。通過有效地架接，殼體形成電位相同體，抑制放電。事實證明此種方式有效易于實施。

 

防護靜電的一般方法有許多，包括減少靜電的積累；使產品絕緣，防止靜電發生；對敏感線路提供支路分流靜電電流；對放電區域的電路進行屏蔽；減少環路面積以保護電路免受靜電放電產生的磁場的影響。有針對直接放電的，也有針對關聯場的耦合。