電磁兼容性（EMC）測試，無論是對開發人員還是對項目經理而言，都是一件很難的事情。因為EMC 的內部測試結果往往很少達到預期的效果，而且在產品研發過程中可能會遇到更多的困難。這些無法預期的變化會導致項目周期變長、開發成本增加并會產生額外的測試后成本。

EMC測試概覽

電磁兼容性（EMC）是指電氣設備在其電磁環境中正常運行而不會干擾其他設備的能力。可是EMC很難把握，因為電磁波是看不見，聽不到也感覺不了的，所以很難確定其影響因素和結構。

如今的工程師還面臨著更加復雜的問題，一方面要實現越來越小的封裝尺寸，另一方面還要降低成本、縮短研發時間，這必然會造成一定的沖突，因此兩者之間需要做出折中。

快速交付經常會導致EMC問題，這些問題只會在項目的最后階段暴露出來。MPS的目標是為客戶提供高質量的技術支持，并能為日后可能遇到的技術挑戰做好準備。通過采用結構清晰的EMC測試開發流程，我們可以輕松避免這些問題（見圖1）。

圖 1：結構化的EMC測試開發流程

測試要求和測試計劃

首先是確定EMC測試項目時間表。時間表可以確保涉及到的每個人都知道銷售給終端客戶的產品目標和要求。根據不同的產品和行業，需要滿足的要求也不同。除了各種EMC法規之外，還必須滿足各種國際標準和國家標準（見圖2）。

但是，僅滿足法規要求是不夠的。幾乎每個汽車廠商都有各自的EMC要求標準：更高的測試水平和更低的輻射限值。嚴格遵守這些要求可以確保通信設備（廣播和手機）以及大功率電子設備（例如，電子加速器，e-train，車載充電器）并行工作。

但是，僅滿足法規要求是不夠的。幾乎每個汽車廠商都有各自的EMC要求標準：更高的測試水平和更低的輻射限值。嚴格遵守這些要求可以確保通信設備（廣播和手機）以及大功率電子設備（例如，電子加速器，e-train，車載充電器）并行工作。

EMC 測試計劃流程也可以讓其他行業受益，比如其產品是由各個子組件組成甚至有些并非由內部研發的行業。雖然不能保證在模塊互連時可以滿足所有限制和測試級別，但提前定義要求可以大大降低這種風險。

獨特的EMC測試計劃應納入開發流程中，在開發的第一階段中就需要更新工作文件，并作為項目測試和文檔階段的主要文件。

應該形成良好的EMC測試計劃定義，并做好被測設備（EUT）的所有相關信息記錄，工程師可以根據這些文檔來進行測試，而無需額外的文檔和背景知識。同時，測試期間操作模式的定義與測試設置（接地，線束，負載箱和軟件配置）一樣重要。與外部供應商和多個客戶合作的公司應在EMC測試計劃中記錄所有相互理解的需求。在整個過程中應符合其需求，尤其是對于已購買的零件。

EMC測試計劃的概念和技術

但實際上，PCB尺寸和電纜連接的位置通常會根據機械尺寸提前定義好，而外殼會依據成本結構、重量和散熱情況而定。

機械設計需要特別注意EMC。在此階段做出的決定可能會帶來以后的問題，并且這些問題只能通過重新設計布局或進行其他EMC測量方面的大量努力來解決。

例如，板上的插頭和功能組（例如，開關調節器）的初始位置很重要，因為開關會產生E和H場。直接磁場耦合取決于組件（例如主線圈）的距離，設計和高度（參見圖3）。

由于封裝變小、效率變高以及成本降低，會讓產品在交付時具有更高的開關頻率，比如帶有擴頻功能的IC和高度集成的電源模塊等。

所以，設計時應考慮到高低開關頻率的優劣勢。汽車供應商需要遵循的要求是：在頻率低于1MHz的基礎上滿足AM頻段限值，基波頻率或基波頻率的一次諧波必須在這個頻段內。另外，有時在低開關頻率下需要相對較大的輸入濾波器和較大的線圈。

高于AM頻段（例如2MHz）的開關頻率，其基頻和一次諧波在該頻段之外的。比如輸入濾波器和線圈之類的組件可以隨著尺寸、數值和成本的減少而減小。但是會帶來開關損耗，散熱和EMC等問題。在確定使用哪種拓撲和技術時，需要權衡利弊。

表 1: 選擇開關頻率

EMC測試計劃的布局和審核

這一步，請根據經驗值，對可能的技術分析以及所購零件和供應商的評估進行風險評估。由于布局需要考慮折中的方案（機械，熱，功能和EMC技術），因此需要開始研究潛在的干擾源和產品的弱點。在生產第一個電路板之前，內部或外部布局審核有助于找到并實施最佳折中方案。

在第一次布局時，您可以根據散熱焊盤和部件，在EMC測量期間嘗試不同的設計方案。您還可以在EMC實驗室的首次測量過程中設計不同電路板和部件選型，因為多個同步測試可讓您快速收集結果，例如有關復雜耦合的信息。無論您如何預先計劃，未經測試都很難定義最佳結果。

EMC測試和優化

在測試系統之前，請考慮可選組件及其測試結果。前面的這些步驟主要涉及到產品本身，涵蓋內容廣，可以幫助您確定在預測試中需要重點關注的主題。通過每次測試，項目將變得更加透明，同時降低了項目風險。

接下來應根據實際應用程序進行EMC測試。預測試是盡早發現薄弱環節的關鍵。根據EMC測試計劃和類似產品的經驗，篩選出單獨的測試方法并事先進行檢查。建議同時進行干擾發射測量和抗擾度測量。扎實的概述和快速反饋非常重要。測試計劃對于需要與EMC實驗室協調的測量來說特別有用。從EMC實驗室可以獲得兩種可能的結果：

結果1：被測設備未通過要求

在這種情況下，必須確定干擾源，并應獲得優化測量值。如果在關鍵點提供了適當的組裝選項，包括了備用組件，則可以立即開始優化。測量時間是非常有限的。即使您沒有自己的設備來進行EMC分析，也應從測試中收集盡可能多的信息。

結果2：被測設備通過要求

如果產品滿足EMC要求，您可以有機會進行優化。成本和結果之間的理想情況通常只能通過多次測量來確定。

MPS一直在積累與EMC有關的經驗，以便能在設計的早期階段解決這些問題。從IC研發到為客戶的應用定制專屬設計，再到產品驗證，MPS可以成為您電源解決方案的理想合作伙伴。

審核編輯：彭菁