研討會精華分享三：電子產(chǎn)品電磁兼容性的預(yù)設(shè)計與仿真
11月16日，由深圳市有限元科技有限公司&達索系統(tǒng)Simulia聯(lián)合主辦的“第二屆電子產(chǎn)品性能設(shè)計提升研討會”，在深圳深航酒店成功召開。此次“電子產(chǎn)品性能設(shè)計提升”主題研討會，旨在通過會議搭建一個開放的技術(shù)交流平臺，分享電子產(chǎn)品設(shè)計方面的成果與經(jīng)驗，共同探討電子領(lǐng)域面臨的技術(shù)難題。以下，將為大家分享會議精華三：電子產(chǎn)品電磁兼容性的預(yù)設(shè)計與仿真（深圳蘭博濾波EMC首席專家馬永健老師報告）。
現(xiàn)在社會，人們在生活中相繼遭遇水污染、空氣污染、噪聲污染和電磁場污染。電磁場污染又被稱第四大污染，有電流通過的地方，都會產(chǎn)生一定強度的電場合磁場，合稱電磁場，它們由各種不同波長頻率的電磁波組成，電線、手機、家用電器、包括人體都會產(chǎn)生各種不同的電磁場。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代各種電子、電氣、信息設(shè)計及家用電器的數(shù)量和種類越來越多，性能越來越先進，使其使用場合和數(shù)量密度也越來越高。這就使得電氣電子系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)備內(nèi)的相互干擾愈加嚴重。在這種情況下，要保證設(shè)備在各種復(fù)雜的電磁環(huán)境中正常工作，則在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段就必須認真考慮電磁兼容性設(shè)計。
電磁兼容EMC（Electromagnetic compatibility)，對于設(shè)備或系統(tǒng)的性能指標(biāo)來說， 直譯為“電磁兼容性”。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365-2003《電磁兼容術(shù)語》對電磁兼容所下的定義為“設(shè)備或 系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。”
簡單的說，就是抗干擾的能力和對外騷擾的程度。電磁兼容是研究在有限的空間、有限的時間、有限的頻譜資源條件下，各種用電設(shè)備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)；廣義的還包括生物體）可以共存并不致引起降級的一門科學(xué)。
EMC設(shè)計的好壞是要通過EMC測試來衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計和研制的全過程中，進行EMC的相容性預(yù)測和評估，才能及早發(fā)現(xiàn)可能存在的電磁干擾，并采取必要的抑制和防護措施，從而確保系統(tǒng)的電磁兼容性。否則，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再發(fā)現(xiàn)不兼容的問題，則需在人力、物力上花很大的代價去修改設(shè)計或采用補救的措施。
然而，EMC測試許多情況下是無法實現(xiàn)的，如動態(tài)物體的EMC測試，分段式火箭發(fā)射是一種分段的動態(tài)過程，不同階段器件數(shù)量是不同的，同時，因為一直處于運動狀態(tài)，在現(xiàn)實的EMC測試實驗室基本無法實現(xiàn)。又如國產(chǎn)航母整體EMC測試，也根本無法建造如此巨大的EMC測試實驗室來容納。這時，就需要CAE仿真的介入，通過CAE仿真能夠有效模擬產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境，解決許多測試無法進行的EMC分析。
CAE仿真不只是進行實驗室無法實現(xiàn)的產(chǎn)品EMC測試，還可以在早期產(chǎn)品設(shè)計早期就進行EMC預(yù)分析。隨著產(chǎn)品復(fù)雜性和密集度的提高一級設(shè)計周期的不斷縮短，再設(shè)計周期的之后來解決電磁兼容性問題變得越來越不切合實際，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再進行EMC分析，70%-90%的新設(shè)計很可能會出現(xiàn)EMC不兼容問題，這時之前大量的人力、物力、時間消耗都付之東流，而在產(chǎn)品設(shè)計階段就通過CAE仿真進行EMC預(yù)設(shè)計，有限元仿真分析完成后再對產(chǎn)品進行實驗室EMC測試，則對于產(chǎn)品設(shè)計的一次性通過率有著巨大的作用，節(jié)約了大量的成本。
電磁兼容是一門綜合學(xué)科，設(shè)計人員需要涉獵的專業(yè)領(lǐng)域跨微波、機電系統(tǒng)、PCB SI/PI/EMC、甚至芯片設(shè)計，相應(yīng)地完成一個完整的系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計也需要系統(tǒng)、電路、PCB、電磁場的仿真工具和專業(yè)仿真人員支持，包含電路設(shè)計與優(yōu)化、系統(tǒng)頻域和時域特性的綜合設(shè)計。
元王恰好能為EMC電磁兼容預(yù)設(shè)計提供這樣的一個強大的包含上述功能模塊的電磁兼容仿真軟件，并提供豐富經(jīng)驗的仿真工程師，幫助進行現(xiàn)代復(fù)雜電子系統(tǒng)的仿真工作。在5G即將到來之際，EMC各種新的挑戰(zhàn)和問題也將會逐漸體現(xiàn)，元王愿與業(yè)內(nèi)專家共同努力解決難題。
