陽光電源臨摹品引發(fā)的EMC正向設計思考

畫畫可以臨摹。畫電路板臨摹的人更多。

抄板，抄的是過去的板子，容易出問題。現(xiàn)在市場競爭激烈，歐美客戶對出口產品的標準要求推陳出新，防不勝防。由于市場的競爭，歐洲客戶已經(jīng)意識到EMC電磁兼容的重要性，不斷增加新的EMC標準要求。

EMC電磁兼容的細節(jié)很多，需要工程師具備正向設計思路，很多大品牌，比如車企，機器人企業(yè)，醫(yī)療行業(yè)，都會尋求外援，提早預防和正向設計產品。尋求EMC專家協(xié)助，能更好降低產品設計成本和設計周期。

上海雷卯，擁有行業(yè)領先的EMC電磁兼容設計整改專家團隊。能夠提供EMC培訓，EMC整改，EMC免費測試，EMC器件選型供應。

案例：陽光電源作為光伏逆變器行業(yè)的全球領導者，產品型號豐富：

優(yōu)秀的企業(yè)后面總是有大量跟隨者，優(yōu)秀的產品后面有大量臨摹者。但是，大家也清楚，市場在不斷變化，各種產品都會相應優(yōu)化。你考慮到歐洲客戶新標準嗎？

問題來了：《GB/T 37408-2019 光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術規(guī)范》所界定的B類家用環(huán)境門檻，特別是該規(guī)范表20和表26設定的嚴苛輻射與傳導騷擾限制標準，制約了國內很多廠家產品的順利出口。

雷卯EMC小哥接到幾個客戶的EMC整改需要。目標就是要通過《GB/T 37408-2019 光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術規(guī)范》。

EMC整改，可能牽扯電路板重新走線。這個損失很大。

雷卯呼吁，設計產品，一定要有EMC電磁兼容正向設計思維。

一．人才：有EMC電磁兼容正向設計思維：

1.1深入的騷擾源與傳播途徑理解：要求設計者對各類電子產品中可能產生的電磁騷擾源有深刻的認識，并全面掌握這些騷擾如何通過空間輻射、線路傳導等多種途徑傳播。這種深入的理解是預防和控制電磁干擾的前提。

1.2豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗積累：積累來源于廣泛的實際項目，特別是針對各類電子設備騷擾抑制與整改的實踐經(jīng)驗。這些經(jīng)驗不僅包括成功的案例，也涵蓋了遇到的問題與挑戰(zhàn)，是優(yōu)化設計、避免常見誤區(qū)的寶貴財富。

1.3全面的濾波與抑制方案設計專長：要求設計團隊不僅擁有設計高效濾波器以抑制電磁騷擾的專業(yè)技能，還要具備前瞻性的設計理念，能在硬件設計初期就集成濾波解決方案，確保濾波與系統(tǒng)設計的無縫對接。此外，還應具備高度的靈活性與調整能力，能夠在產品開發(fā)后期根據(jù)測試反饋快速微調設計，進一步優(yōu)化電磁兼容性能。

正向設計能力不僅僅是理論知識的堆砌，而是融合了深厚理論基礎、豐富實踐經(jīng)驗、創(chuàng)新設計理念與靈活應變能力的綜合體現(xiàn)，旨在從源頭上確保產品的電磁兼容性能，減少后續(xù)整改的成本與時間，加速產品上市進程。

二．正向設計的內容：

2.1優(yōu)化布局與信號完整性：在正向設計過程中，首要任務是精心規(guī)劃騷擾源與敏感元件的布局，確保兩者間的有效隔離，以減少直接耦合。此外，細致考慮印制線路板（PCB）的布線策略，優(yōu)化走線以降低信號串擾和反射，采用適當?shù)倪呇厮俾士刂萍罢疋徱种萍夹g，以維護信號的純凈度。在接口處集成精密設計的端口濾波器，用以阻擋外部干擾侵入，同時限制內部噪聲外泄。

2.2結構強化與防護策略：產品的物理結構設計同樣關鍵，包括合理的接地策略和高效的屏蔽措施。良好的接地系統(tǒng)能夠為電路提供低阻抗回路，有效排放噪聲，而精心設計的屏蔽結構則能隔離外部電磁場，保護內部電路不受干擾，同時也防止內部信號對外界形成干擾源。

2.3精確評估與組件定制：深入分析產品的預期工作環(huán)境及可能產生的騷擾頻率與強度，基于此進行精確的電磁兼容性評估。依據(jù)評估結果，精選適合的濾波組件，包括但不限于電容、電感等被動元件，這些元件的選擇需精確匹配以濾除特定頻段的噪聲。設計過程中還可能涉及定制化濾波器的開發(fā)，以滿足特定應用的嚴格要求，確保系統(tǒng)在各種工況下都能維持高水平的電磁兼容性能。

綜上所述，正向設計內容覆蓋了從電路板微觀布局到產品宏觀結構的全方位考量，通過科學布局、嚴謹?shù)慕Y構設計及精準的組件選型，確保產品在設計階段即具備優(yōu)秀的電磁兼容性能，為后續(xù)的順利認證與長期穩(wěn)定運行奠定堅實基礎。

三.EMC電磁兼容問題：

3.1電磁干擾（EMI）問題：散熱器直接與外殼大地相連可能會加劇電磁干擾問題。逆變器在工作時會產生一定的電磁噪聲，如果接地處理不當，這些電磁噪聲可能會影響到周邊的電子設備正常運行，甚至違反相關的電磁兼容性標準，導致設備無法通過相關認證。

3.2安全風險：雖然接地通常是為了提高電氣安全性，但若設計不合理，如散熱器直接連接外殼并接地，可能會增加觸電風險。在某些異常情況下，如絕緣損壞，電流可能通過外殼泄露，對人員造成傷害。

3.3系統(tǒng)穩(wěn)定性影響：不當?shù)慕拥胤绞娇赡軙绊懩孀兤鞯南到y(tǒng)穩(wěn)定性，特別是在電網(wǎng)質量不佳或有突變負載的情況下，可能會引起逆變器保護動作頻繁，影響發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.4維護與升級難題：這種設計還可能給后續(xù)的維護與技術升級帶來挑戰(zhàn)。如果要改善電磁兼容性或進行系統(tǒng)優(yōu)化，可能需要對硬件結構進行較大改動，增加維護成本和難度。

四．出口歐盟需要滿足的電磁兼容標準和認證要求：

CE認證：這是進入歐盟市場的基本要求，表明產品符合歐盟的健康、安全、環(huán)保等基本要求。對于光伏逆變器，CE認證通常涵蓋以下兩個方面：

一、安全要求：遵循EN 50178和EN 62109-1等標準，確保逆變器在機械和電氣方面的安全性。

二、電磁兼容性(EMC)：符合EN 61000-6-1和EN 61000-6-3等標準，確保逆變器在運行過程中不會產生過量的電磁干擾，同時具有一定的抗擾度。

IEC標準：包括IEC 62109、IEC 62116、IEC 61727、EN 61000系列等，這些標準覆蓋了逆變器的電性能、安全性能以及與電網(wǎng)連接的相關要求。

特定國家或地區(qū)的額外要求：雖然CE認證適用于整個歐盟，但某些成員國可能還有自己的特定要求，例如德國的VDE 0126-1-1認證、英國的G83/1和G59/1標準等。

環(huán)境標準：如RoHS 2.0，確保產品在材料使用上符合歐盟的環(huán)保要求，限制了有害物質的使用。

電網(wǎng)保護功能：逆變器需具備過/欠壓保護、過/欠頻保護、防孤島保護等功能，并通過相關測試。

如果逆變器包含無線功能，還需符合CE-RED認證，評估其無線功能是否滿足歐盟無線電設備指令。

五．電磁兼容（EMC）正向設計目標：

5.1提升產品可靠性：通過正向設計，可以在產品開發(fā)初期就消除潛在的電磁干擾問題，避免產品在實際應用中出現(xiàn)故障、性能下降或不穩(wěn)定的情況，從而顯著提高產品的整體可靠性和用戶體驗。

5.2降低成本：相較于在產品完成后發(fā)現(xiàn)問題再進行修改（即事后補救），在設計初期就考慮EMC可以減少后期因電磁兼容不合格導致的重新設計、調試和認證成本，有效節(jié)約時間和資源。

5.3縮短上市時間：正向設計有助于一次性通過電磁兼容測試，加速產品的認證過程，使產品更快地進入市場，搶占先機。

5.4滿足法規(guī)要求：隨著全球對電磁兼容要求的日益嚴格，確保產品符合各國和地區(qū)（如歐盟CE、美國FCC等）的EMC標準是進入市場的前提條件。正向設計有助于順利通過這些強制性認證。

5.5增強市場競爭力：一個具備良好電磁兼容性能的產品，不僅能避免因干擾問題引起的客戶投訴，還能提升品牌形象，增強在國際市場上的競爭力。

5.6保障用戶安全與健康：電磁兼容設計有助于防止設備產生的電磁輻射對人體健康造成潛在危害，以及避免因電磁干擾導致的安全事故，如控制系統(tǒng)誤動作、通信中斷等。

5.7推動技術創(chuàng)新：正向設計鼓勵工程師在設計初期探索新的材料、技術和方法，以實現(xiàn)更好的電磁兼容性能，從而推動相關技術的創(chuàng)新發(fā)展。

總之，電磁兼容正向設計是確保產品在全球化市場中順利應用、增強企業(yè)競爭力、保障用戶安全與健康的重要策略，也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、促進技術進步的關鍵實踐。

上海雷卯電子科技有限公司（以下簡稱上海雷卯）作為電磁兼容（EMC）解決方案的行業(yè)佼佼者，能幫助您解決EMC問題，并能提供EMC元器件。

雷卯核心團隊由經(jīng)驗豐富的電磁兼容專家構成，他們不僅深諳理論知識，還在電子產品設計及EMC問題應對上有豐富實戰(zhàn)記錄，為正向設計策略奠定了堅實的理論與實踐雙重基石。上海雷卯積極參與國家電磁兼容標準制定工作，作為全國靜電標準化技術委員會及工信部電磁兼容標委會的重要成員，其近期參與起草的《電磁干擾診斷導則》國家標準已獲批，預計于2024年6月1日實施，進一步確立了其行業(yè)引領地位。

審核編輯 黃宇