传导发射 (CE) | CISPR 32/IEC 61000-6-3 | 150kHz–30MHz,分QP/AV值限值 | 电源输入端口 |
辐射发射 (RE) | CISPR 32/IEC 61000-6-3 | 30MHz–6GHz,电场强度限值 | 整机及线缆 |
静电放电 (ESD) | IEC 61000-4-2 | 接触±8kV/空气±15kV | B级(功能暂降恢复) |
电快速瞬变脉冲群 (EFT/B) | IEC 61000-4-4 | ±2kV(电源线),±1kV(信号线) | B级 |
浪涌 (Surge) | IEC 61000-4-5 | ±2kV(线-地),±1kV(线-线) | B级(抗雷击要求) |
射频辐射抗扰度 (RS) | IEC 61000-4-3 | 3V/m–10V/m(80MHz–1GHz) | A级(功能正常) |
传导抗扰度 (CS) | IEC 61000-4-6 | 3V–10V(0.15MHz–80MHz) | A级 |
电压暂降/中断 (Dips/Interruptions) | IEC 61000-4-11 | 30%电压跌落(10ms) | B级 |
注:性能判据分级(IEC 61000系列)
A级:测试中及后功能正常;B级:功能暂降可自恢复;C级:需人工干预恢复。
三、典型故障模式与整改方案(一)传导发射超标(150kHz–30MHz)故障根源:
开关管di/dt噪声通过输入线传播 。
整改措施:
加装X/Y电容+共模电感滤波电路(如π型滤波器) 。
优化PCB布局:缩短高频回路、增加退耦电容(例:Buck电路输入加10μF陶瓷电容) 。
(二)辐射发射超标(30MHz–1GHz)故障根源:
变压器漏感/开关管寄生电容产生天线效应 。
整改措施:
屏蔽:金属外壳接地(接地阻抗。
线缆处理:输出线套磁环(镍锌材质,抑制100MHz+噪声),屏蔽线缆端接360°接地 。
(三)静电放电(ESD)失效故障现象:
复位/死机(未接地金属面板耦合至PCB) 。
整改措施:
面板增加绝缘涂层(厚度>0.5mm),接口加TVS管(如SMAJ5.0A,响应时间。
(四)EFT/B与浪涌测试失败EFT关键整改:
电源入口加 压敏电阻(MOV) + 气体放电管(GDT) 组合 。
浪涌防护设计:
三级防护:GDT(通流20kA)→ MOV(钳位电压)→ TVS(精细保护) 。
(五)传导/辐射抗扰度失效改进方向:
电源反馈环路加RC滤波(抑制射频注入),MCU电源加磁珠(如BLM18PG121SN1) 。
软件抗干扰:ADC采样中值滤波,看门狗防死机 。
四、嵌入式电源EMC设计要点拓扑选择优先:
高噪声场景避免电荷泵,优选同步整流Buck(效率>90%,噪声可控) 。
PCB分层策略:
4层板设计:Layer1信号→Layer2地→Layer3电源→Layer4信号,减少环路面积 。
接地系统设计:
数字/模拟地单点连接,散热器接机壳地(避免浮地耦合) 。
五、测试认证流程优化建议预测试阶段:
使用近场探头定位噪声源(如Rohde & Schwarz HZ-15) 。
整改迭代:
传导发射→辐射发射→抗扰度的顺序整改(EMI问题常加剧EMS失效) 。
标准更新关注:
新标IEC 61000-6-4:2018对230MHz以上辐射限值加严3dB 。
六、EMC设计闭环YES
NO
电源拓扑选型
PCB布局优化
滤波/屏蔽设计
预测试验证
是否达标?
正式认证
针对性整改
注:嵌入式电源系统(如N+1冗余)需额外验证模块间干扰,单体电源重点优化成本与EMC平衡 。
通过上述系统性设计+测试整改,可满足IEC 61000、CISPR 32等核心标准要求,确保电源在复杂电磁环境中稳定运行。实际工程中建议参考的端口防护等级表(Table 9/10)进行差异化设计 。