医疗器械产品电磁兼容设计基本要求

点击数：14812018-07-06 10:30:35　来源: 重庆哥尔摩科技有限公司、电波暗室、电磁兼容暗室、汽车电子暗室、EMI系统测试、EMS系统测试、EMC测试附件、EMC测试天线

1、布局   

  1）电源（包括开关电源），高频部分应尽量远离功能电路，必要时考虑屏蔽。

  2）信号电路（包括高增益放大电路）安排要合理，最好加以屏蔽。

  3）模拟电路和数字电路尽量分开布局。

  4）时钟与高频振荡电路尽量远离信号电路，必要时加以屏蔽。

  5）I/O接口位置的选择。

  6）印刷板与印刷板之间位置的安排，考虑加退耦器件。

  7）信号线、功能线、电源线、地线合理安排走向。

  8）机箱结构应考虑屏蔽功能，塑料外壳内侧加电磁屏蔽薄片。   

2、印刷线路板的设计

  1）排版时，首先考虑电源线、地线和I/O线位置。

  2）电源线与地线尽量靠近，双面板最好安排在同一位置的正反面。

  3）不同速度的电路要分开布局。

  4）数字电路与模拟电路要分开布局。

  5）尽量避免两条不同功能的线长距离平行靠近走向。

  6）印刷板线条宽度不要突然变窄，走向不要突然90度转弯，以135度为佳。

  7）若多层板设计，根据上述原则，不同电路最好分层分布，一般情况：关键信号电路安排在顶层，紧接着是地面层，再是电源层。

  8）印刷板上不允许有两个以上的地点与机壳（或安全地）相连。

3、开关电源设计  

  1）开关电源的优点：效率高、体积小、输入宽（90V-250V），具有过流、过热自动保护电路，输出精度高，稳定性好，低内阻，大电流。

  2）开关电源的缺点：电磁兼容性差，因其工作的高速开关状态，所以其传导骚扰、辐射骚扰、输出噪声都比较严重。

  3）降低开关损耗和开关噪声的软开关技术   软开关是在硬开关基础上发展起来的一种基于谐振技术或利用控制技术实现的在零电压/电流状态下的先进开关技术。软开关的实现方法是：在原电路中增加小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后引入谐振，消除电压、电流的重叠。

  4）减小干扰源干扰能量的缓冲电路  在开关控制电源的输入部分加入缓冲电路，其由线性阻抗稳定网络组成，用于消除电力线干扰、电快速瞬变、电涌、电压高低变化和电力线谐波等潜在的干扰。

  5）切断干扰噪声传播路径的EMI滤波   在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器，是抑制传导发射的一个很有效的方法。其参数主要有：放电电阻、插入损耗、Cx电容、Cy电容和电感值。其中，插入损耗是滤波器性能的一个关键参数。在考虑机械性能、环境、成本等前提下，应该尽量使插入损耗大一些。用共模、差模干扰的测量结果与标准限值，加上适当的余量可得到滤波器的插入损耗IL。

  6）用屏蔽来抑制辐射及感应干扰  开关电源干扰频谱集中在30MHz以下的频段，主要是近场性质的电磁场，且属低阻抗场。可用导电良好的材料对电场屏蔽，而用导磁率高的材料对磁场屏蔽。此外，还要对变压器、电感器、功率器件等采取有效的屏蔽措施。屏蔽外壳上的通风孔最好为圆形，在满足通风的条件下，孔的数量可以多，每个孔的尺寸要尽可能小。接缝处要焊接，以保证电磁的连续性。屏蔽外壳的引入、引出线处要采取滤波措施。对于电场屏蔽，屏蔽外壳一定要接地。对于磁场屏蔽，屏蔽外壳不需接地。

  7）合理的PCB布局及布线   敏感线路主要是指控制电路和直接与干扰测量设备相连的线路。要降低干扰水平，最简单的方法就是增大干扰源与敏感线路的间距。但由于受电源尺寸的限制，单纯的增大间距并非解决问题的最佳途径，更为合理的方法是根据干扰电场的分布情况将敏感线路放在干扰较弱的地方。

  8）辐射骚扰的抑制：尽量减少环路面积：在初级中，输入电容、开关管、变压器应尽量靠近。在次级中，二极管、变压器、输出电容尽量靠近。总之，结构尽量紧凑，可以选用软恢复二极管代替快速恢复二极管，因快速恢复二极管因电流突变容易产生辐射。

  9）输出噪声的抑制：差模噪声是由于二极管的反向电流陡变引起的，建议用软恢复二极管，或在二极管两端并联一个聚酯膜电容，必要时，在输出回路加滤波器。共模噪声是由于初级噪声电流通过变压器线圈绕组的耦合电容注入次级而引起共模振荡产生发射。解决办法：增加绕组间的屏蔽层，若有三层，则靠初级绕组的屏蔽层接到一次电源上，中间屏蔽层接机壳地端，靠次级绕组的屏蔽层接公共输出地端。