电子产品的防腐蚀与电磁兼容性结构设计(doc 167页)
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电路中的电磁兼容性设计电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,缩写为EMC)是指在一定环境中,电子设备能够在互不干扰的条件下协同工作的能力。
在现代社会中,电子设备的普及和使用广泛,因此电磁兼容性设计变得愈发重要。
1. 电磁兼容性的重要性当多个电子设备在相同的频率下共同工作时,电磁相互干扰的问题可能会出现。
例如,在医院的手术室中,存在着大量的医疗设备,如果这些设备之间没有达到良好的电磁兼容性,就可能导致干扰,从而影响医生的工作效率和患者的安全。
因此,电磁兼容性设计对于确保设备的正常运行和人身安全起到至关重要的作用。
2. 电磁兼容性设计的原则为了实现电磁兼容性设计,我们可以遵循以下原则:2.1 分隔与屏蔽为了减少电磁相互干扰,我们可以通过物理分隔和电磁屏蔽来降低信号的传播。
物理分隔可以通过合理布局电路板或设备的方式来实现,以减少同一设备内部的相互干扰。
而电磁屏蔽则使用金属外壳或金属层对电磁场进行阻挡,从而防止电磁泄露和外部干扰。
2.2 压制噪音与干扰源在电路中,存在着各种各样的噪音和干扰源,如电源噪声、开关电流等。
通过采用滤波器、隔离器和衰减器等方法,可以有效地抑制噪音和干扰源的影响,从而降低电磁干扰。
2.3 路径优化与电磁耦合在电路设计中,路径走向和电磁耦合也是需要重点考虑的因素。
通过合理的电路布局和优化路径,可以降低电磁泄露和电磁干扰的风险。
此外,对于有源元件(如晶体管、集成电路等),还可以采取电磁屏蔽和内部接地方式,以减少对周围电路的干扰。
3. 电磁兼容性测试与验证在电磁兼容性设计完成后,还需要进行相应的测试和验证,以确保设计是否符合要求。
这些测试通常包括辐射测试和传导测试。
辐射测试主要是针对设备对周围空间的电磁泄露进行测试,传导测试则是检测设备内部电路对外部电磁干扰的敏感性。
测试结果通常使用规定的电磁兼容性标准进行评估,并根据所在行业或地区的规定,对测试结果进行分析和判定。
电磁兼容性设计报告1. 引言电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指在电子器件、系统或设备之间,以及与环境之间可以相互协调地工作、相互共存的能力。
在现代社会中,电子设备的数量和种类不断增加,电磁干扰问题也越来越突出。
因此,进行电磁兼容性设计是确保电子设备正常运行的重要环节。
本报告基于某公司开发一款新型电子设备的需求,结合相关标准和技术要求,就电磁兼容性设计进行分析和评估,并提出相应的解决方案。
2. 设计要求根据项目需求,该电子设备的主要使用环境为办公室,主要功能涉及通信、数据处理和控制。
设计要求如下:- 抗干扰能力强,能在遭受电磁干扰时维持正常工作;- 对外部环境的辐射和传导干扰具有一定的抵抗能力;- 设备自身不会产生辐射、电磁泄漏等对周围设备和人员构成危害;- 符合相关国家和行业的电磁兼容性标准。
3. 设计分析3.1 环境分析根据使用环境为办公室,通常存在辐射源如电脑、打印机、Wi-Fi路由器等。
环境中可能存在的传导干扰主要来自电源线、网络线、电话线等。
在通信和控制方面,需与其他设备进行数据传输,可能会受到电磁干扰。
3.2 技术要求分析根据相关标准,我们需要考虑以下几个方面的技术要求:- 电磁辐射:在工作频率范围内,辐射功率应适应环境要求,同时符合国家和行业标准,如GB9254对辐射限值的规定;- 电磁泄漏:控制电磁泄漏在国家和行业规定的范围内,如GB17625对电磁泄漏限值的规定;- 抗干扰能力:通过设计合理的电磁屏蔽和滤波器等措施,提高设备的抗干扰能力;- 接地设计:合理规划设备的接地和线缆布线,减小接地回路的电阻,确保设备的接地有效。
4. 设计方案4.1 电磁辐射控制为满足电磁辐射限值要求,采取以下措施:- 选择合适的屏蔽材料和结构,对电磁泄漏进行有效遏制;- 优化电路布局,减小回路面积,降低电磁辐射;- 使用滤波器对电源和信号线进行滤波,减少谐波分量;- 选择精确的元器件参数,减少非线性失真的产生。
结构电磁兼容设计结构电磁兼容设计是指在电子设备的设计过程中,考虑到设备结构对电磁兼容性的影响,并采取相应的措施以消除或减小电磁干扰和电磁辐射。
在现代社会中,电子设备的使用越来越普及,而不同设备之间的电磁干扰问题也逐渐凸显。
为什么需要结构电磁兼容设计?首先,电子设备本身会产生电磁辐射,在无线通信、雷达、电视广播等频段中工作的设备会产生较高的电磁辐射能量,可能干扰到其他设备的正常工作。
此外,电子设备还会受到外部电磁场的影响,如电磁波、闪电等,这些外部电磁场也可能对设备的正常工作造成影响。
因此,为了确保电子设备的正常运行,结构电磁兼容设计显得尤为重要。
在结构电磁兼容设计中,需要考虑以下几个方面。
首先,设备的物理结构应该合理布局,避免少数部件集中装配在一起,以减少电磁干扰的发生。
其次,合理选择材料,尤其是金属材料的使用,可以有效地屏蔽电磁辐射。
此外,通过合理设计接地系统和接口结构也能降低电磁干扰和提高抗干扰能力。
在实际的结构电磁兼容设计中,通常需要考虑以下关键因素。
首先是电磁辐射的控制。
为了减小设备对外部电磁环境的干扰,应选择合适的屏蔽材料和设计屏蔽结构,以降低电磁辐射。
其次是电磁干扰的抑制。
通过合理的布线、屏蔽技术和滤波器的应用,可以有效抑制电磁干扰的发生和传播。
此外,还可以通过优化电磁场分布和控制电磁波传输路径,减小电磁干扰的影响范围。
在结构电磁兼容设计中,还需考虑设备的抗电磁脉冲(EMP)能力。
EMP是指由核爆炸或雷电等发生时产生的电磁脉冲,其能量较高且辐射范围广,可能对电子设备造成严重破坏。
为了提高设备的EMP抗干扰能力,可以采用屏蔽技术、地线设计、电磁隔离等措施。
在一些特殊场景下,如医疗设备、军用设备等,对结构电磁兼容设计有更高的要求。
例如,在核医学影像设备中,需要对设备进行严格的电磁防护设计,以防止其产生的电磁辐射影响到其他医疗设备的正常工作。
总结而言,结构电磁兼容设计是确保电子设备正常运行的重要一环。
电力电子设备电磁兼容性设计引言随着电力电子技术的发展,电力电子设备在能源转换、传输和分配中起着至关重要的作用。
然而,由于电力电子设备中的高频电磁干扰,导致电磁兼容性问题成为一个日益严重的挑战。
本文将探讨电力电子设备的电磁兼容性问题,并介绍一些设计原则和方法来提高电力电子设备的电磁兼容性。
电磁干扰的原因和影响电力电子设备产生的高频电磁干扰主要由以下几个方面造成:1.开关干扰:电力电子设备中的开关元件(如晶体管、二极管)会产生大量高频开关干扰信号,这些信号会传播到设备的其他部分和周围环境中。
2.电源干扰:电力电子设备中的电源回路会产生高频电磁干扰,主要是由于电源输入和输出之间的电容和电感。
3.高频回路干扰:电力电子设备中的高频电路(如滤波电路、谐振电路)会产生高频电磁干扰信号,这些信号会辐射到设备的其他部分和周围环境中。
这些高频电磁干扰信号会对电力电子设备自身产生以下影响:1.性能降低:高频电磁干扰信号会干扰设备正常的工作信号,导致设备性能下降,甚至出现故障。
2.其他设备的干扰:设备辐射的高频电磁干扰信号可能干扰周围的其他电子设备,引起干扰或故障。
3.对人体健康的影响:高频电磁辐射可能对人体健康产生不良影响,如头痛、失眠等。
为了解决这些问题,电力电子设备的电磁兼容性设计变得至关重要。
电磁兼容性设计原则和方法为了提高电力电子设备的电磁兼容性,可以采取以下原则和方法:1. 布局和屏蔽合理的设备布局和屏蔽设计可以降低电磁干扰的传播和辐射。
具体措施包括:•分层布局:将不同功能的电路板分层放置,减少彼此之间的干扰。
•高频信号屏蔽:使用金属屏蔽罩、屏蔽壳等,对高频信号进行屏蔽,阻止其辐射到其他部分。
•地面屏蔽:加强设备的地面屏蔽,减少地面回路干扰。
2. 滤波器设计合理设计滤波器可以减少电力电子设备辐射的高频电磁干扰信号。
滤波器可以包括输入滤波器和输出滤波器。
具体措施包括:•输入滤波器:通过合理设计输入滤波器,可以降低电源干扰信号的传导。
电子产品电磁兼容性规范引言:在现代社会中,电子产品已经渗透到我们生活的各个角落,给我们带来了便利和快捷。
然而,随着电子产品的普及和多样化,电磁兼容性问题也日益凸显。
电子产品之间的电磁干扰不仅会影响产品的正常功能,还会对其他设备造成干扰,甚至可能对人体健康产生负面影响。
因此,制定和遵守电子产品电磁兼容性规范至关重要。
第一节:电磁兼容性规范概述电磁兼容性指的是电子产品在互相接触、共存和操作时不发生干扰,以及对外界环境不造成干扰的能力。
为了保证电子产品之间的相互兼容性和正常工作,制定电磁兼容性规范是必不可少的。
电磁兼容性规范主要包括以下几个方面的内容:小节一:电磁兼容性测试要求电磁兼容性测试是评估电子产品对电磁干扰的抵抗能力和其自身产生的电磁辐射水平的重要手段。
电磁兼容性测试要求应包括产品的辐射和抗扰度测试、电磁场强度和频谱分析、电磁辐射和辐射敏感性测试等内容。
各项测试要求应依据产品的特性和用途进行制定,确保产品在各种场景下都能保持良好的电磁兼容性。
小节二:电磁兼容性设计指南电磁兼容性设计是在产品研发和设计过程中考虑和解决电磁干扰问题的关键环节。
电磁兼容性设计指南应包括对电磁兼容性设计的基本原则和方法的阐述,提供从电路层面到系统层面的设计指导,以确保产品在设计阶段就具备良好的电磁兼容性能。
小节三:电磁兼容性管理制度电磁兼容性管理制度是为了保证企业在生产和销售电子产品过程中能够遵守电磁兼容性规范,从而提高产品质量和市场竞争力。
电磁兼容性管理制度应明确各个环节的责任与义务,包括产品设计、生产、测试、质量控制、市场监管等,以确保产品在整个生命周期中都符合电磁兼容性规范的要求。
小节四:电磁兼容性标志和认证电磁兼容性标志和认证是告知消费者产品符合电磁兼容性要求的重要方式。
电磁兼容性标志应具备辨识度高、易于识别和理解的特点,产品通过了相应的电磁兼容性测试和认证后,方可使用电磁兼容性标志。
小节五:电磁兼容性改进和优化电磁兼容性规范是一个不断演变和完善的过程,随着电子产品的发展和技术水平的提高,对电磁兼容性的要求也越来越高。
电路中的电磁兼容性与抗干扰设计电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)与抗干扰设计在电路领域中起着至关重要的作用。
电磁兼容性指的是电子设备在工作状态下,能够和其他电子设备以及电磁环境相互协调工作,而不会产生互相干扰或者被干扰的现象。
抗干扰设计则是指在电路设计过程中采取一系列措施,以降低设备受到外界电磁干扰的能力以及设备对其他电子设备造成的干扰。
一、电磁兼容性原理电磁兼容性的实现需要考虑两个方面,即电磁辐射和电磁敏感性。
电磁辐射是指设备在工作时所产生的电磁波通过空间传播,可能对周围的设备产生干扰。
电磁敏感性则是指设备对来自其他设备或者外界电磁场的干扰信号产生的相应。
要保证设备的兼容性,需要在设计过程中考虑这两个方面。
为了满足电磁兼容性的要求,设计师需要进行以下工作:1. 电磁辐射控制:通过合理布局,减少电路中的回路面积,降低电流回路的长度,采用屏蔽技术等方法,控制电磁辐射功率的大小,使其在国际标准规定的范围内。
2. 电磁敏感性控制:通过合理设计,采用屏蔽技术,减少设备对来自外界电磁场的敏感度,降低设备对干扰信号的响应。
3. 地线布局:良好的地线布局能够减少地线串扰,提高系统的抗干扰能力。
这包括合理的地线引出方法,减少地线共振等。
4. 滤波器的应用:在电路中加入滤波器能够减少电源线上的高频干扰,并降低设备的辐射噪声。
5. 屏蔽的使用:采用金属盖、金属屏蔽壳等方法,将设备的敏感部分与外界隔离,减少干扰的传播。
二、抗干扰设计的实施1. 设备的框架结构设计:在设备的设计中,应该合理布局各个电路部分,避免电路之间的相互干扰。
对于敏感部分应该采取隔离措施。
2. 电源线设计:电源线是设备中一个重要的噪声源,合理的电源线设计可以有效降低干扰对设备造成的影响。
包括电源线的滤波、地线的设计等。
3. 地线设计:地线是保证设备安全运行的重要组成部分,合理的地线设计可以降低设备对外部干扰的敏感性,防止干扰信号进入设备。
电子产品的防腐蚀与电磁兼容性结构设计(doc 167页)部门: xxx时间: xxx整理范文,仅供参考,可下载自行编辑第一章概述1.1电子设备结构设计与制造工艺1.1.1现代电子设备的特点当前,电子技术广泛地应用于国防、国民经济各部门以及人民生活等各个领域。
由于生产和科学技术的发展,新工艺和新材料应用,超小型化元器件和中大规模、超大规模集成电路的研制和推广,使电子设备在电路上和结构上产生巨大的变化。
小型化、超小型化、微型化结构的出现,使得一些传统的设计方法逐渐被机电结合、光点结合等新技术所取代,再加上电子设备要适应更加广泛的用途和恶劣苛刻的工作环境,就使当代电子设备具有不同于过去的特点。
这些特点可归纳为以下几方面:1.设备组成较复杂,组装密度大现代电子设备要求具有多种功能,设备组成较复杂,元器件、零部件数量多,且设备体积要小,组装密度大。
尤其是超大规模集成电路及其衍生的各种功能模块的出现,使电子设备的组装密度较过去提高了很多。
2.设备使用范围广,所处的工作环境条件复杂。
现代电子设备往往要在恶劣而苛刻的环境条件下工作。
有时要承受高温、低温和巨大温差变化;高湿度和低气压;强烈的冲击和振动;外界的电磁干扰等。
这些都会对电子设备的正常工作产生影响。
3.设备可靠性要求高、寿命长现代电子设备要求具有较高的可靠性和足够的工作寿命。
可靠性低的电子设备将失去使用价值。
高可靠性的电子设备,不仅元器件质量要求高,在电路设计和结构设计中都要作出较大的努力。
4.设备要求高精度、多功能和自动化现代电子设备往往要求高精度、多功能和自动化,有的还引入了计算机系统,因而其控制系统较为复杂。
精密机械广泛地应用于电子设备是现代电子设备的一大特点。
自控技术、遥控遥测技术、计算机数据处理技术和精密机械的紧密结合,有的电子设备要求有智能实现人机交流,使电子设备的精度和自动化程度达到了相当高的水平。
上述电子设备的特点,只是对整体而言,具体到某种设备又各具自己的特点。
由于当代电子设备具有上述特点,对电路设计和结构设计的要求更高了,设计、生产人员充分了解电子设备的特点,对于确保电子设备的性能满足使用要求十分必要的。
1.1.2 电子设备的制造工艺和结构设计工艺工作是企业生产技术的中心环节,是组织生产和指导生产的一种重要手段。
在产品的设计阶段,它的内容是确定产品的制造方案并完善生产前的技术准备工作;在产品的生产制造阶段,它的主要内容是组织指导符合设计要求的加工生产,直至出厂为止而采取的必要的技术和管理措施。
工艺工作按内容可分为工艺技术和工艺管理,前者是生产实践劳动技能和应用科学研究成果的积累和总结,是工艺工作的核心;后者是对工艺工作的计划、组织、协调与实施,是保证工艺技术在生产中贯彻和发展的管理科学。
工艺技术的实现和发展是由科学的工艺管理工作来保证和实现的。
工艺工作将各个部门、各个生产环节联系起来成为一个完整的整体。
它的着眼点就是促进每项工作操作简单、流畅、高效率、低强度。
设计和制造电子设备,除满足工作性能的要求外,还必须满足加工制造的要求,电路性能指标的实现,要通过具体的产品结构体现出来。
电子设备是随着电子技术的发展而发展的,其结构和构成形式也随之发生变化。
初期的设备较简陋,考虑的主要问题是电路设计。
到二十世纪四十年代,出现了将复杂设备分为若干部件,树立起结构级别的先进想法;为防止气候影响,研制出密封外壳;为防止机械过载而研制出减振器,设备结构功能进一步完善,结构设计成为电子设备设计的内容。
随后,由于军用电子技术的发展和野战的需要,结构设计的内容逐步丰富起来。
目前,结构设计在电子设备的设计中占有较大的比重,直接关系到电子设备的性能和技术指标(条件)的实现。
电子设备结构设计和生产工艺的任务就是以结构设计为手段,保证所设计的电子设备在既定的工作环境条件和使用要求下,达到技术条件所规定的各项指标,并能稳定可靠地完成预期的功能,即保证电子设备的可靠性。
1.1.3 《电子设备结构设计与制造工艺》课程内容《电子设备结构与工艺》包含了力学、机械学、材料学、热学、电学、化学、美学、环境科学等多门基础学科的内容,是一门综合性的应用型边缘学科,作为一门课程,它的内容只能涉及电子设备机构与工艺的最基本内容,具体包括以下内容:1.电子设备的工作环境及其对设备的要求;2.可靠性及提高可靠性的方法;3.电子产品常用材料的防腐蚀措施;4.温度对电子设备的影响及散热方法;5.减振缓冲原理及常用减振器的选用;6.电磁干扰及其屏蔽,接地技术;7.电子设备元器件布局与装配;8.印制电路板的结构设计与制造工艺;9.电子设备整机装配与调试;10.电子产品的微型化结构及整机结构。
1.2 电子设备的工作环境及其对设备的影响电子设备所处的工作环境,按其成因大体可为自然环境、工业环境和特殊使用环境。
除自然环境外,工业环境和特殊使用环境一般是人为制造和改变的,故也被称为诱发环境。
表 1.1中列举的环境分类包含了电子设备可能遭遇的各种基本环境。
环境因素造成的设备故障是严重的。
国外曾对机载电子设备进行故障剖析,结果发现,50%以上的故障是由环境因素所致。
而温度、湿度、振动三项环境造成的故障率则高达44%。
环境因素造成的设备故障和失效可分为两类:一类是功能故障,指设备的各种功能出现不利的变化,或受环境条件的影响功能不能正常发挥,一旦外界因素消失,功能仍能恢复;另一类是永久性损坏,如机械损坏等。
表1.1电子设备所处的环境虽然复杂多样,但按其对设备的影响划分,归纳起来不外乎三个方面,即气候因素影响,机械因素影响,电磁干扰(也称噪声干扰)影响。
1.3 对电子设备的基本要求为使电子设备具有较好的使用性能与制造工艺性能,并使其在各种工作环境下能正常可靠地工作,设计和制造电子设备时应满足相应的要求。
1.3.1 工作环境对电子设备的要求如前所述,工作环境包括气候环境、机械环境和电磁环境,它们影响着设备的性能与寿命,为减少和防止各种因素对设备的不良影响,使其能适应工作环境,对设备提出了以下要求:1.气候条件对电子设备的要求(1)采取散热措施,保证电子设备工作温度不会过高,元器件工作温度不超过允许温度。
(2)采取防护措施,保证设备内的结构件、零部件不受潮湿、盐雾、大气污染等气候因素的侵蚀。
对某些电子设备或部件还应采取密封措施。
2.机械条件对电子设备的要求(1)采取减振缓冲措施,保证设备内的各种元器件、零部件在外界机械条件的作用下不致损坏和失效。
(2)提高设备的耐振动抗冲击能力,保证其工作的可靠性。
3.电磁环境对电子设备的要求(1)采取各种屏蔽措施,使电子设备在各种干扰存在的情况下,还能有效地工作,从结构上提高电子设备的电磁兼容能力。
(2)通过合理的布线、线路设计和接地,从电路方面减少电磁干扰对设备的影响。
1.3.2 使用方面对电子设备的要求电子设备的生产设计是基于使用的,应充分考虑使用方面对设备的要求。
1.体积重量要求电子设备正在向小型化发展,体积和重量日益减小,这是电子设备得到广泛应用的原因之一。
减小设备体积和重量不但有经济意义,有时甚至起决定作用。
例如军用电子设备,减小其体积重量,直接影响部队的战斗力和装备使用的灵活性,同时对减小体力消耗,提高战斗力有重要作用。
研究电子设备体积重量的要求,应考虑设备的用途、运载工具、机械负荷等因素。
另外,对于生产批量很大的产品还要特别考虑经济因素。
描述电子设备体积重量的指标主要有两个:平均比重(重量体积比)和体积填充系数。
首先,紧凑性提高,受到温升限制。
设备的平均比重增大,则单位体积发热量增加,为保证设备正常工作,就需要采用冷却系统,而冷却系统本身就具有一定的体积和重量,反而提高了设备的总体积和总重量。
温升限制是大多数设备(尤其是大功率设备)提高紧凑性时遇到的最大困难。
其次,紧凑性提高,设备稳定度下降。
尤其是超高频和高压设备,分布电容广,易产生自激和脉冲波形变坏。
另外,元器件之间距离小还容易产生短路和击穿。
再次,紧凑性提高给生产时的装配和使用时的维护修理带来一定困难,降低设备的可靠性。
最后,紧凑性高的设备,在整机结构方面要求有较高的零件加工精度和装配精度,因而提高了产品成本。
2.操纵维修要求电子设备的操纵性能如何,是否便于维护修理,直接影响设备的可靠性。
在设备的结构设计中要全面考虑。
(1)设备要操纵简单,控制结构轻便,为操纵者提供良好的工作条件。
(2)设备安全可靠,有保险装置。
当操纵者发生误操作时,不会损坏设备,更不能危及人身安全。
(3)设备的体积填充系数在可能的情况下应取低一些(最好不超过0.3),以保证元器件间有足够的空间,便于装拆和维修。
(4)有便于维修的结构。
如采用插入式或折叠式的结构;快速装拆结构;可换部件式结构;可调元件、测试点布置在设备的同一面等。
(5)设备应具有过负荷保护装置(如过电流、过电压保护),危险和高压处应用警告标志和自动安全保护装置(如高压自动断路门开关)等,以确保维修安全。
(6)设备最好具备监测装置和故障预报装置,能使操纵者尽早发现故障或预测失效元器件,及时更换维修。
1.3.3 生产方面对电子设备的要求1.生产条件对电子设备的要求电子设备在研制阶段之后要投入生产。
生产厂的设备情况、技术水平、工艺水平、生产能力、生产周期、生产管理水平等因素,都属于生产条件。
电子设备如果要顺利地生产必须满足生产条件对它的要求,否则,就不可能生产出优质的产品,甚至根本无法生产。
(1)电子设备中的零部件、元器件的品种和规格尽可能地少,技术参数、形状、尺寸应尽最大限度标准化和规格化,尽量采用生产厂以前曾经生产过的零部件或其它专业厂生产的通用零部件或产品,这样便于生产管理,有利于提高产品质量,保持产品继承性,并能降低成本。
(2)设备中的机械零部件、元器件必须具有较好的结构工艺性,能够采用先进的工艺方法和流程,原材料消耗降低,加工工时短。
例如,零件的结构、尺寸和形状便于实现工序自动化;以无屑加工代替切削加工;提高冲制件、压塑件的数量和比例等。
(3)设备所使用的原材料,其品种规格越少越好,应尽可能地少用或不用。