醫療器械產品電磁兼容設計基本要求

點擊數：71622018-07-06 10:30:35　來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統測試、EMS系統測試、EMC測試附件、EMC測試天線

1、布局   

  1）電源（包括開關電源），高頻部分應盡量遠離功能電路，必要時考慮屏蔽。

  2）信號電路（包括高增益放大電路）安排要合理，最好加以屏蔽。

  3）模擬電路和數字電路盡量分開布局。

  4）時鐘與高頻振蕩電路盡量遠離信號電路，必要時加以屏蔽。

  5）I/O接口位置的選擇。

  6）印刷板與印刷板之間位置的安排，考慮加退耦器件。

  7）信號線、功能線、電源線、地線合理安排走向。

  8）機箱結構應考慮屏蔽功能，塑料外殼內側加電磁屏蔽薄片。   

2、印刷線路板的設計

  1）排版時，首先考慮電源線、地線和I/O線位置。

  2）電源線與地線盡量靠近，雙面板最好安排在同一位置的正反面。

  3）不同速度的電路要分開布局。

  4）數字電路與模擬電路要分開布局。

  5）盡量避免兩條不同功能的線長距離平行靠近走向。

  6）印刷板線條寬度不要突然變窄，走向不要突然90度轉彎，以135度為佳。

  7）若多層板設計，根據上述原則，不同電路最好分層分布，一般情況：關鍵信號電路安排在頂層，緊接著是地面層，再是電源層。

  8）印刷板上不允許有兩個以上的地點與機殼（或安全地）相連。

3、開關電源設計  

  1）開關電源的優點：效率高、體積小、輸入寬（90V-250V），具有過流、過熱自動保護電路，輸出精度高，穩定性好，低內阻，大電流。

  2）開關電源的缺點：電磁兼容性差，因其工作的高速開關狀態，所以其傳導騷擾、輻射騷擾、輸出噪聲都比較嚴重。

  3）降低開關損耗和開關噪聲的軟開關技術   軟開關是在硬開關基礎上發展起來的一種基于諧振技術或利用控制技術實現的在零電壓/電流狀態下的先進開關技術。軟開關的實現方法是：在原電路中增加小電感、電容等諧振元件，在開關過程前后引入諧振，消除電壓、電流的重疊。

  4）減小干擾源干擾能量的緩沖電路  在開關控制電源的輸入部分加入緩沖電路，其由線性阻抗穩定網絡組成，用于消除電力線干擾、電快速瞬變、電涌、電壓高低變化和電力線諧波等潛在的干擾。

  5）切斷干擾噪聲傳播路徑的EMI濾波   在開關電源輸入和輸出電路中加裝EMI濾波器，是抑制傳導發射的一個很有效的方法。其參數主要有：放電電阻、插入損耗、Cx電容、Cy電容和電感值。其中，插入損耗是濾波器性能的一個關鍵參數。在考慮機械性能、環境、成本等前提下，應該盡量使插入損耗大一些。用共模、差模干擾的測量結果與標準限值，加上適當的余量可得到濾波器的插入損耗IL。

  6）用屏蔽來抑制輻射及感應干擾  開關電源干擾頻譜集中在30MHz以下的頻段，主要是近場性質的電磁場，且屬低阻抗場。可用導電良好的材料對電場屏蔽，而用導磁率高的材料對磁場屏蔽。此外，還要對變壓器、電感器、功率器件等采取有效的屏蔽措施。屏蔽外殼上的通風孔最好為圓形，在滿足通風的條件下，孔的數量可以多，每個孔的尺寸要盡可能小。接縫處要焊接，以保證電磁的連續性。屏蔽外殼的引入、引出線處要采取濾波措施。對于電場屏蔽，屏蔽外殼一定要接地。對于磁場屏蔽，屏蔽外殼不需接地。

  7）合理的PCB布局及布線   敏感線路主要是指控制電路和直接與干擾測量設備相連的線路。要降低干擾水平，最簡單的方法就是增大干擾源與敏感線路的間距。但由于受電源尺寸的限制，單純的增大間距并非解決問題的最佳途徑，更為合理的方法是根據干擾電場的分布情況將敏感線路放在干擾較弱的地方。

  8）輻射騷擾的抑制：盡量減少環路面積：在初級中，輸入電容、開關管、變壓器應盡量靠近。在次級中，二極管、變壓器、輸出電容盡量靠近。總之，結構盡量緊湊，可以選用軟恢復二極管代替快速恢復二極管，因快速恢復二極管因電流突變容易產生輻射。

  9）輸出噪聲的抑制：差模噪聲是由于二極管的反向電流陡變引起的，建議用軟恢復二極管，或在二極管兩端并聯一個聚酯膜電容，必要時，在輸出回路加濾波器。共模噪聲是由于初級噪聲電流通過變壓器線圈繞組的耦合電容注入次級而引起共模振蕩產生發射。解決辦法：增加繞組間的屏蔽層，若有三層，則靠初級繞組的屏蔽層接到一次電源上，中間屏蔽層接機殼地端，靠次級繞組的屏蔽層接公共輸出地端。