EMC/安规与可靠性培训课程大纲

一、课程总览

培训目标

• 知识目标：吃透EMC、安规与可靠性核心基础理论，掌握当前主流EMC控制、安规设计、可靠性优化的技术方法；熟悉国内外EMC/安规主流标准（GB、IEC、CISPR、AEC-Q系列），掌握标准核心要求与解读方法；了解宽禁带半导体（SiC/GaN）应用对EMC/可靠性的影响，熟悉EMC仿真、安规测试、可靠性验证的核心工具与流程。
• 能力目标：能够独立解读EMC/安规标准，结合产品场景完成合规性设计；能够识别产品EMC干扰源，制定针对性控制与整改方案；能够完成电子/新能源产品安规设计与风险评估；能够开展可靠性设计、寿命预测与故障诊断，解决产品可靠性不足问题；熟练使用EMC/可靠性仿真工具、测试工具，完成测试调试与整改验证。
• 岗位目标：精准适配企业EMC工程师、安规工程师、可靠性工程师、硬件测试工程师等相关岗位需求，补齐EMC/安规/可靠性全链路能力短板，搭建完整的知识体系，快速适配光伏、储能、车载、工业控制等热门领域的岗位需求，提升核心竞争力。

1.3 培训收益

• 技术收益：掌握EMC/安规/可靠性核心理论与实操方法，精通EMC干扰抑制、安规设计、可靠性优化的核心技巧，熟悉主流工具（EMC仿真：CST、Ansys；安规测试：耐压测试仪、绝缘电阻测试仪；可靠性验证：老化测试设备）的操作流程，规避设计常见误区（EMC设计缺失、安规细节遗漏、可靠性考虑不足）。

1.4 适用人群

二、核心培训内容（分专题授课，每个专题含“知识点+案例分析/演示”）

专题一：EMC基础认知与主流技术趋势（筑牢核心根基）

专题目标

核心知识点

1. EMC核心认知：电磁兼容性（EMC）的定义、核心分类（电磁干扰EMI、电磁敏感度EMS）；EMI（传导干扰、辐射干扰）与EMS（静电放电ESD、浪涌、电快速瞬变脉冲群EFT）的核心特征与危害；EMC干扰三要素（干扰源、耦合路径、敏感设备）的识别与分析方法。
2. 当前EMC主流技术趋势：宽禁带半导体（SiC/GaN）应用对EMC的影响（高频干扰加剧、干扰源特性变化）；EMC设计向“前端优化”转型趋势；EMC仿真技术（3D仿真、时域/频域仿真）的规模化应用；小型化、高功率密度产品的EMC控制技术；新能源场景（车载、储能）EMC技术难点与突破方向。
3. EMC常用工具与测试基础：EMC测试工具（频谱分析仪、示波器、LISN、EMC暗室）的工作原理与操作规范；EMC基础测试流程（前期摸底测试、正式认证测试、整改测试）；测试数据解读方法（干扰峰值、限值对比、干扰频率定位）。
4. EMC基础控制方法：滤波技术（EMI滤波器选型与应用、高频滤波设计）；屏蔽技术（金属屏蔽、屏蔽材料选型、屏蔽结构设计）；接地技术（单点接地、多点接地、星形接地的EMC适配）；布线优化（功率线与信号线分离、减少寄生参数）。

案例分析/演示

• 案例：不同场景EMC干扰故障分析—— 车载OBC SiC器件应用中辐射干扰超标案例、储能PCS传导干扰超标案例、工业控制器ESD测试失败案例，解读干扰源识别、耦合路径分析及基础整改思路，规避“只整改不找根源”的误区。
• 演示：EMC常用测试工具（频谱分析仪、示波器）操作演示；EMC基础测试流程（摸底测试）简化演示；滤波、屏蔽、接地基础设计演示；SiC器件与Si器件EMC干扰波形对比演示。

专题二：EMC合规设计与超标整改技术（核心重点）

专题目标

核心知识点

1. EMC主流标准解读（重点）：
   1. 国内标准：GB/T 14714（电子设备EMC）、GB/T 21437（车载电子EMC）、GB/T 34120（储能PCS EMC）、GB/T 19073（风电设备EMC），重点解读测试项目、限值要求、适用场景。
   2. 国际标准：CISPR 22（信息技术设备EMI）、CISPR 25（车载电子EMC）、IEC 61000系列（EMC测试方法与限值），解读标准差异与国际认证适配要点（CE、FCC、UL认证中的EMC要求）。
2. 分场景EMC合规设计（重点）：
   1. 车载场景：车载OBC、DC-DC的EMC设计（高频干扰抑制、屏蔽结构优化、布线抗干扰）；车规EMC测试重点（辐射发射、传导发射、ESD、浪涌）。
   2. 新能源场景：光伏逆变器、储能PCS的EMC设计（输入输出滤波优化、接地设计、寄生参数抑制）；户外场景EMC抗干扰设计（抗雷击、抗电网干扰）。
   3. 工业场景：工业控制器、变频器的EMC设计（EFT、浪涌防护、屏蔽接地）；工业环境EMC干扰抑制技巧。
3. EMC超标整改核心技术：
   1. 干扰源定位方法（频谱分析、示波器波形分析、分区测试、对比测试）；耦合路径切断技巧（优化布线、增加屏蔽、加强滤波）。
   2. 常见EMC超标整改：传导干扰超标（优化EMI滤波器、调整接地、减少线缆耦合）；辐射干扰超标（增加屏蔽、优化器件布局、抑制高频噪声）；EMS测试失败（加强ESD防护、增加浪涌吸收器件）。
   3. SiC/GaN器件应用中的EMC整改：高频干扰抑制（栅极电阻优化、驱动电路滤波）；寄生参数优化（布线缩短、器件布局优化）。
4. EMC仿真设计与优化：使用CST、Ansys进行EMC仿真（干扰源仿真、耦合路径仿真、整改效果仿真）；仿真参数设置、结果分析与设计优化技巧；仿真与实测的差异校准。

案例分析/演示

专题三：安规核心要求与合规设计（核心重点）

专题目标

核心知识点

1. 安规核心认知：电气安全的定义、核心目标（保护人身安全、设备安全）；安规核心风险点（电击、火灾、过热、机械伤害）；安规设计的核心原则（绝缘防护、接地保护、过流/过压保护）。
2. 主流安规标准解读（重点）：
   1. 国内标准：GB 4943（信息技术设备安规）、GB 14714（电子设备安规）、GB 24347（车载电子安规）、GB 17625（电磁兼容安规关联要求），重点解读绝缘要求、耐压要求、接地要求、温升要求。
   2. 国际标准：IEC 60950（信息技术设备）、IEC 61558（电力电子设备）、UL 60950（北美安规）、AEC-Q100/Q200（车规器件安规），解读标准差异、认证流程（CE、UL、CCC认证中的安规要求）。
3. 分场景安规合规设计（重点）：
   1. 车载场景：车规电子安规设计（绝缘防护、耐压设计、温升控制、抗振动安规）；车规器件安规选型（AEC-Q系列器件）；车载高压系统安规防护（高压隔离、漏电保护）。
   2. 新能源场景：光伏逆变器、储能PCS安规设计（绝缘电阻设计、耐压测试适配、接地保护、防孤岛安规）；户外产品安规防护（防水、防尘、抗雷击安规）。
   3. 工业场景：工业控制器、变频器安规设计（绝缘防护、过流保护、温升控制）；工业高压设备安规隔离设计。
4. 安规设计核心技术：绝缘设计（绝缘材料选型、爬电距离与电气间隙设计）；接地保护设计（保护接地、功能接地的安规适配）；过流/过压/过热保护设计（保险丝、TVS管、温度保险丝选型与应用）；温升控制设计（器件选型、散热优化）。
5. 安规测试与认证：安规核心测试项目（耐压测试、绝缘电阻测试、温升测试、接地电阻测试）；测试流程与注意事项；国内外安规认证流程（CCC、CE、UL）；认证失败的常见原因与整改技巧。

案例分析/演示

专题四：可靠性设计与故障诊断技术（核心重点）

专题目标

核心知识点

1. 可靠性核心认知：可靠性的定义、核心指标（平均无故障时间MTBF、故障率、寿命、稳定性）；不同场景可靠性要求（车载15年/20万公里、光伏25年、储能10年、工业设备5年）；可靠性的影响因素（器件质量、设计缺陷、环境适配、工艺水平）。
2. 可靠性设计核心技术（重点）：
   1. 器件可靠性：器件降额设计（电压降额、电流降额、功率降额）；器件选型（高可靠性器件、车规/工业级器件）；器件老化测试与筛选方法。
   2. 电路与系统可靠性：冗余设计（关键器件冗余、电路冗余，高可靠性场景）；容错设计（单一器件故障不影响系统运行）；保护电路完善设计（过流、过压、过温、ESD、浪涌防护）。
   3. 环境适配可靠性：抗高低温设计、抗振动设计（车载、风电）、抗潮湿/腐蚀设计（户外、工业场景）、抗电磁干扰设计（与EMC协同）；热可靠性设计（温升控制、散热优化，避免热老化）。
   4. 工艺可靠性：PCB Layout可靠性优化（布线、散热、接地）；焊接工艺可靠性；封装可靠性设计。
3. 可靠性仿真与验证：MTBF计算方法；可靠性仿真工具（Ansys、Weibull分析工具）的操作；可靠性验证测试（老化测试、高低温测试、振动测试、长期稳定性测试）的流程与要求。
4. 故障诊断与预测技术（重点）：
   1. 故障诊断：故障特征提取方法（波形分析、温度分析、噪声分析）；常见故障（器件老化、电路故障、环境适配故障）的排查方法。
   2. 故障预测与健康管理（PHM）基础：产品健康状态监测方法；故障预测模型搭建基础；寿命预测技巧（加速老化测试）。
5. 可靠性提升与故障整改：可靠性测试结果分析；常见可靠性问题（故障频发、寿命不足）的整改技巧；可靠性持续优化方法。

案例分析/演示

专题五：EMC/安规与可靠性协同设计（进阶重点）

专题目标

核心知识点

1. 协同设计核心逻辑：EMC、安规与可靠性的关联关系（相互影响、相互制约）；协同设计的核心原则（前端协同、整体优化、规避冲突）；协同设计的全流程（需求分析→方案设计→仿真验证→样品测试→整改优化）。
2. 分场景协同设计技巧：
   1. 车载场景：车载电子EMC屏蔽与安规绝缘协同设计、热管理与可靠性协同设计、ESD防护与安规接地协同设计。
   2. 新能源场景：储能PCS EMC滤波与安规绝缘协同设计、光伏逆变器接地设计（EMC+安规+可靠性）、户外产品防水防尘与EMC屏蔽协同设计。
   3. 工业场景：工业控制器EMC抗干扰与安规保护协同设计、变频器热管理与可靠性协同设计。
3. 常见设计冲突与解决方案：EMC屏蔽与安规散热冲突、EMC滤波与可靠性冗余冲突、安规绝缘与小型化设计冲突；针对性解决方案与优化技巧。
4. 协同仿真与验证：多物理场仿真（EMC+热+可靠性）基础；协同测试方法（同步完成EMC、安规、可靠性测试）；测试结果分析与协同整改技巧。

案例分析/演示

专题六：综合实战（贴合企业真实项目，落地应用）

实战项目（二选一，贴合主流领域）

• 实战项目1：储能领域—— 5kW储能PCS EMC/安规/可靠性协同设计
  • 项目需求：针对5kW户用储能PCS，完成EMC/安规/可靠性协同设计，EMC满足GB/T 34120标准，安规满足GB 14714、CCC认证要求，可靠性满足MTBF≥50000小时、使用寿命10年，完成标准解读、协同设计方案、仿真验证、测试调试、整改优化，编制相关设计与测试报告。
  • 涉及技术：EMC滤波与屏蔽设计、安规绝缘与耐压设计、可靠性降额与热管理设计、三者协同优化、EMC/安规/可靠性测试与整改，核心工具（CST、Ansys、耐压测试仪、频谱分析仪、老化测试箱）。
• 实战项目2：车载领域—— 6.6kW车载OBC EMC/安规/可靠性协同设计
  • 项目需求：针对6.6kW车载OBC，完成EMC/安规/可靠性协同设计，EMC满足CISPR 25、GB/T 21437标准，安规满足AEC-Q100、GB 24347车规要求，可靠性满足车载15年/20万公里使用寿命，完成全流程设计、测试与整改，编制设计报告、测试报告与整改报告，贴合车载批量生产需求。
  • 涉及技术：车载EMC高频干扰抑制、车规安规绝缘与防护设计、车载可靠性抗振动与热管理设计、协同设计冲突解决、车规级测试与整改，核心工具（CST、Ansys、车规EMC测试设备、振动测试仪）。

实战交付

• 设计交付：EMC/安规/可靠性协同设计方案、原理图、PCB Layout（优化版）、器件选型报告、协同设计说明文档。
• 测试交付：EMC测试报告、安规测试报告、可靠性测试报告、测试数据记录、故障排查与整改报告。
• 实战总结：项目实战总结报告（设计难点、协同优化方案、经验积累）、答辩演示（设计思路、落地效果、问题整改）。

三、课程安排（参考）