电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计
- 格式:docx
- 大小:94.59 KB
- 文档页数:7
EMC结构电磁兼容设计规范篇一:结构设计规范(EMC)EMC)结构设计规范(一、简单介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagnetic interference , EMI);电磁敏感度(Electromagnetic susceptibility , EMS)。
电磁兼容设计基本目的:A 产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。
B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。
C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。
在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。
一方面,这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。
另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。
在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。
电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
耦合途径主要是传导和辐射。
具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。
其中与结构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。
但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。
二、常用测试项目2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类:EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。
EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。
EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。
从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。
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。
电子电路中的电磁兼容性设计方法电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指在电子系统中,各种设备和系统之间能够以相对自由的方式进行无干扰、互不干扰的工作状态。
电子电路中的EMC设计方法对于确保电子设备的正常运行和稳定性至关重要。
本文将介绍几种常用的电磁兼容性设计方法。
一、屏蔽设计法屏蔽设计是一种常见的解决电磁干扰问题的方法。
通过在电子设备的关键部位添加屏蔽罩,可以有效地阻挡外界干扰电磁波的进入,同时防止设备自身的电磁辐射对周围环境造成影响。
屏蔽罩通常由导电材料制成,如金属板材、金属网等,具有良好的导电性和屏蔽性能。
在设计时需要考虑到屏蔽罩的结构尺寸、材料选择、接地方式等因素,以达到最佳的屏蔽效果。
二、滤波器设计法滤波器设计是另一种常见的EMC设计方法。
滤波器可以将电路中的高频噪声滤掉,从而减少电磁辐射和接收到的外界干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
根据设计需求和电路特性选取合适的滤波器类型,并在电路中合理布置,可以显著提高电磁兼容性。
三、接地设计法接地设计是EMC中非常重要的一环。
良好的接地设计可以有效地消除地回路的干扰,保证设备的稳定运行。
在设计中,应根据电路的特性和工作环境选择适当的接地方式,如单点接地、分级接地等。
此外,还需要合理布置接地线路,避免接地回路过长或出现共模干扰等问题。
四、降噪设计法在电子电路设计中,降噪设计是提高EMC能力的重要手段。
通过合理布置电源线路、减小信号线的长度、增加滤波电容等方式,可以有效地降低电路中的噪声水平,提高系统的抗干扰能力,从而提高电磁兼容性。
五、辐射和传导阻抗匹配设计法辐射和传导阻抗匹配是保证信号传输正确无误的重要环节。
在电子电路设计中,应根据传输线路的特性和工作频率选择合适的传输介质和线路结构,以减小阻抗不匹配带来的辐射和传导干扰。
此外,还应合理布局电路和线路,减少电磁辐射和传导噪声。
单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术单片机硬件设计中的电磁兼容性(EMC)与干扰抑制技术引言在现代电子设备中,单片机(Microcontroller Unit,MCU)起到了至关重要的作用。
单片机的硬件设计必须考虑电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)和抑制干扰的技术。
本文将介绍单片机硬件设计中的EMC兼容性和干扰抑制技术,包括电磁干扰的来源、EMC设计要求、常用的干扰抑制技术以及正确的布线和接地技巧。
一、电磁干扰的来源电磁干扰可以由各种外部和内部因素引起。
以下是一些常见的电磁干扰来源:1. 射频辐射:包括无线通信、雷达或其他射频电源等设备产生的电磁波。
2. 电源线干扰:来自交流电源线的噪声,如谐波和干扰信号。
3. 开关电源:开关电源高频噪声会通过电源线和地线传播到其他电子设备中。
4. 过电压和静电放电:电气设备的开关、电磁阀等在操作时可能产生过电压和静电放电。
5. 瞬态电压:包括闪电击中电力线、开关电源的瞬态电压等。
二、EMC设计要求为了满足EMC设计要求,单片机硬件设计应考虑以下方面:1. 辐射和传导:抑制电磁辐射和传导干扰,以确保设备不会对其他设备产生干扰。
2. 抗干扰:增强设备的抗干扰能力,使其能够正常工作并受到外部干扰的影响较小。
3. 地址线、数据线和控制线的布局:合理的布局可以减少交叉耦合和串扰,降低电磁干扰。
4. 接地:良好的接地设计可以降低共模噪声和差模噪声,提高设备的抗干扰能力。
5. 输入输出端口的保护:通过使用适当的保护电路来保护单片机的输入输出端口,防止它们受到外部电磁干扰的损坏。
三、干扰抑制技术1. 滤波器:采用适当的滤波器可以抑制进入单片机的高频噪声。
常见的滤波器包括RC滤波器和LC滤波器。
2. 屏蔽:通过在关键部件周围添加屏蔽罩或屏蔽层,可以有效地防止电磁波的干扰。
3. 地线设计:良好的接地设计可以减少回路的回流电流,降低共模噪声,并提高设备的抗干扰能力。
emc设计方案EMC(Electromagnetic Compatibility),即电磁兼容性,是指电子设备在同一环境中能够正常工作,而不会对周围其他设备产生干扰或被其他设备干扰的能力。
EMC设计方案是为了确保电子产品在电磁环境中的性能和稳定性而进行的设计。
首先,EMC设计方案需要充分了解产品的工作环境以及与其它设备的电磁相互作用。
通过对电磁场的测试和分析,可以确定产品所处的电磁环境特点,找出可能存在的问题和风险。
基于这些信息,可以制定合理的EMC设计方案。
其次,EMC设计方案需要采取适当的电磁屏蔽措施。
在设计产品时,应考虑到电子元件的布局、线路的走向以及适当的接地和屏蔽措施。
例如,可以通过合理设计线路布局,减小电磁辐射的可能性;采用屏蔽材料和屏蔽技术,减少电磁泄露和外部电磁干扰;增加滤波器和抑制器,阻止干扰信号的入侵。
同时,EMC设计方案还需要进行严格的电磁兼容性测试。
通过对产品进行各种电磁兼容性测试,可以评估产品的电磁兼容性,发现潜在的问题和故障,并及时采取改进措施。
常见的测试项目包括辐射测试、传导测试、抗扰度测试等。
只有通过了这些测试,产品才能够获得相应的认证和合格证书。
最后,EMC设计方案还需要考虑到产品的可维护性和可升级性。
在设计产品时,应考虑到后期维护和升级时可能对EMC 性能带来的影响。
例如,在设计产品外壳时,应预留适当的空间和接口,方便后期更换或升级EMC相关部件,提高产品的可维护性和可升级性。
综上所述,EMC设计方案是确保产品在电磁环境中正常工作的关键。
通过充分了解产品工作环境、采取电磁屏蔽措施、进行严格的测试以及考虑产品的可维护性和可升级性,可以有效保证产品的电磁兼容性,提高产品的稳定性和可靠性,减少产品在电磁环境中产生的干扰和受到的干扰。
这样不仅有助于提升产品竞争力,还有助于维护整个电子设备的正常运行和电磁环境的安全。
电路中的电磁兼容性(EMC)设计与测试在现代电子产品的设计与制造过程中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是一个至关重要的因素。
EMC设计与测试旨在确保电子设备能够在电磁环境中正常运行并且不会对其他设备和系统造成干扰。
本文将重点介绍电路中的EMC设计与测试的关键要点。
一、什么是电磁兼容性(EMC)设计与测试电磁兼容性(EMC)是指电子设备在实际应用中与周围环境的电磁场相互作用时能够正常工作的能力。
正常工作包括两个方面,一是设备本身不会受到来自外部电磁场的干扰,二是设备自身产生的电磁干扰不会超出规定的范围,不会对其他设备和系统造成干扰。
EMC设计与测试就是为了确保电子设备在现实环境中能够满足上述要求。
EMC设计的关键在于避免或减小电磁干扰的产生,而EMC 测试则是验证设计的有效性和设备的兼容性。
通过EMC设计与测试,可以提高电子设备的性能和可靠性,降低设备故障率和维修成本。
二、EMC设计与测试的关键要点1. 设计阶段的EMC考虑在电子产品的设计阶段,应该考虑EMC设计的要求。
首先,需要了解产品的使用环境和电磁兼容性的相关标准。
其次,要合理规划电路板的布局和内部组件的排列,避免干扰源之间的相互影响。
另外,需要合理选择电磁屏蔽材料和滤波器,减少电磁辐射和敏感元器件的干扰。
2. 线路板布局与屏蔽设计线路板布局是EMC设计中的重要环节。
应该避免长线和大回路的存在,缩短信号线长度,合理规划地线和电源线的走向。
此外,还应注意信号线与电源线的交叉和平行布局,减少互相之间的干扰。
屏蔽设计是减小电磁辐射和电磁感应的重要手段。
通过采用合适的屏蔽材料,如金属壳体或导电涂层,并合理设置接地结构,可以有效地屏蔽和隔离电磁波,减小干扰。
3. 滤波器的选择与应用滤波器在EMC设计中起到了重要的作用。
电子设备通常需要使用电源滤波器和信号滤波器,以减少干扰源对电源和信号线的影响。
电源滤波器主要工作在电源输入端,用于滤除电源线上的高频噪声。
电子设备的电磁兼容性设计要点是什么在当今科技飞速发展的时代,电子设备已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机、电脑到各类家用电器,从工业控制系统到航空航天设备,电子设备的应用无处不在。
然而,随着电子设备的数量不断增加,其工作频率和集成度也越来越高,电磁兼容性问题日益凸显。
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称 EMC)是指电子设备在电磁环境中能够正常工作,且不对该环境中的其他设备产生不可接受的电磁干扰的能力。
为了确保电子设备的正常运行和可靠性,电磁兼容性设计成为了电子设备设计中至关重要的环节。
一、电磁兼容性设计的重要性电子设备在工作时会产生电磁辐射,同时也会受到来自外部的电磁干扰。
如果电磁兼容性设计不合理,可能会导致以下问题:1、设备性能下降电磁干扰可能会影响电子设备的信号传输、数据处理和控制精度,导致设备性能下降,甚至出现故障。
2、数据错误和丢失在数据传输过程中,电磁干扰可能会导致数据错误和丢失,影响设备的正常工作和数据的准确性。
3、缩短设备寿命长期处于电磁干扰环境中的电子设备,其元器件容易受到损害,从而缩短设备的使用寿命。
4、不符合法规标准许多国家和地区都制定了严格的电磁兼容性法规和标准,如果电子设备不符合这些要求,将无法上市销售。
因此,在电子设备的设计阶段,就必须充分考虑电磁兼容性问题,采取有效的设计措施,确保设备在复杂的电磁环境中能够稳定、可靠地工作。
二、电磁兼容性设计的基本原理电磁兼容性设计的基本原理是通过抑制干扰源的发射、切断干扰传播途径以及提高设备的抗干扰能力来实现。
1、抑制干扰源干扰源是产生电磁干扰的源头,常见的干扰源包括电源、时钟电路、数字信号处理器等。
通过优化电路设计、降低工作频率、采用屏蔽措施等方法,可以有效地抑制干扰源的发射。
2、切断干扰传播途径电磁干扰可以通过传导和辐射两种方式传播。
对于传导干扰,可以采用滤波、接地、屏蔽等措施来切断传播途径;对于辐射干扰,可以通过合理布局电路、使用屏蔽罩、减小天线效应等方法来降低辐射强度。
电磁兼容性设计指南电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是一个关乎电子产品设计的重要概念。
在现代社会中,电子设备的应用越来越广泛,而这些设备之间的电磁干扰问题也越来越突出。
为了保证各种电子设备在相互之间正常工作的同时,互不干扰,电磁兼容性的考虑就显得尤为重要。
首先,我们来了解一下电磁兼容性的基本概念。
EMC是指在电子系统中,各种电子设备之间或同一个设备内部,通过合理的设计和控制,使其能够在同一电磁环境中协调共存的能力。
也就是说,在一个电磁环境中,所有的设备都应该能够同时正常运行,而不会互相干扰,造成数据的错误传输、设备的损坏甚至系统的崩溃等现象。
那么,如何进行电磁兼容性设计呢?首先,我们应该从设备的物理结构入手。
合理的物理结构设计可以减少信号的辐射和敏感度,从而减少电磁干扰的可能性。
在PCB(Printed Circuit Board)的设计中,应注意减小线路长度和宽度,合理布局和靠近地面平面,减少信号的辐射。
同时,我们还可以利用屏蔽箱或者屏蔽罩进行电磁泄漏的控制。
这样的设计可以有效地减少电磁干扰,提高设备的免疫性。
其次,电磁兼容性设计中还需要关注设备的地线设计。
地线的设计是确保设备接地的重要一环。
正确的地线设计可以有效地减少电磁波的辐射和敏感度,提高电磁兼容性。
在地线设计中,应注意将安全地线和信号地线分离,防止相互干扰。
同时,要确保各个地线接口的接触电阻尽量小,以减少信号传输过程中的损耗。
另外,好的电磁兼容性设计还需要注重设备的电源设计。
电源设计中,应注意对电源滤波器的选型和布局。
合理使用滤波器可以有效地降低电源中的谐波和噪声,减少对其他设备的干扰。
此外,还可以采取地电位差和供电波形控制等方法,进一步提升设备的电磁兼容性。
最后,我们还需要考虑设备与外界电磁环境之间的相互影响。
这涉及到设备的辐射与敏感度问题。
辐射是指设备向外界发射的电磁波,敏感度是指设备受到外界电磁场干扰的程度。
电磁兼容性设计在电子产品中的重要性电磁兼容性(EMC)设计在电子产品中的重要性在当今社会,电子产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分,几乎每个人都离不开电子产品。
随着科技的不断发展,电子产品的种类和功能也在不断增加,但是与此同时,电磁干扰和辐射也日益增加,给人们的生活和健康带来了很大的隐患。
因此,电磁兼容性(EMC)设计在电子产品中显得尤为重要。
首先,电磁兼容性设计能够确保电子产品在正常工作情况下不受其他电子设备的干扰,也不会对其他设备产生干扰。
这样可以保证电子产品的稳定性和可靠性,防止因为电磁干扰而导致产品功能异常或损坏。
对于电磁敏感性较高的设备,若没有进行良好的EMC设计,可能会出现信号干扰、数据丢失等问题,严重影响产品的使用效果和用户体验。
其次,电磁兼容性设计有助于保护人们的健康。
在电子产品使用的过程中,会产生电磁辐射,如果产品设计不合理或者没有进行EMC测试,可能会导致电磁辐射超标,给人们的健康带来潜在风险。
经常接触电子设备的人员,特别是儿童和孕妇,更需要保证产品的电磁辐射符合相关标准和法规,以避免潜在的健康问题。
此外,电磁兼容性设计还有助于避免电子产品之间的互相干扰。
在现代社会中,人们身边往往会有多个电子设备同时工作,若这些设备之间存在电磁干扰,不仅会影响设备的正常工作,也会影响用户的生活体验。
通过良好的EMC设计,可以有效减少电子产品之间的相互干扰,提高产品的稳定性和可靠性。
综上所述,电磁兼容性设计在电子产品中的重要性不言而喻。
只有通过合理的设计和测试,保证产品符合EMC标准和法规,才能确保产品在正常使用过程中不受干扰,保护人们的健康,提高产品的可靠性和稳定性。
因此,作为电子产品设计中的重要环节,EMC设计需受到足够重视,从而为用户提供更加稳定、安全、可靠的电子产品。
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计摘要:本文针对电子产品结构中的电磁兼容性设计展开分析,为使电磁兼容性设计满足正常使用要求,具备安全性与稳定性,对电磁兼容设计工作的重要性展开探讨,并对电磁兼容设计相关经验做出详细分析。
关键词:电子产品;电磁兼容性;实用经验0引言电子设备在使用中,难免遇到电磁干扰问题,合理应用电磁兼容技术就可以解决了这个电磁干扰问题。
本文针对电磁兼容性展开分析,并结合电磁干扰与电子产品电磁兼容性之间存在的关系加以阐述。
1概念电磁兼容性(EMC)指的是电子器件、电子设备或电子系统,在电磁环境中仍然能正常运行,且不会对所处环境带来不好的电磁骚扰。
EMC的主要要求有两个方面:一方面是正常运行的设备对所处环境带来的电磁骚扰(EMI)要低于某限值;另一方面是设备不会受到环境中其他电磁信号的骚扰。
为保证电子系统内各种设备能够互不干扰,要做好电磁兼容性设计。
2电磁兼容设计的具备方法2.1系统制备法系统制备法是在规划设计时,为提更高研发电磁兼容的效率而兴起的,该方法实现了多种先进技术的相互融合,将电磁干扰与兼容紧密连接起来。
能模拟出设计指标与参数,并加以计算优化。
2.2规范制备法在电子产品的电磁兼容设计中,规范制备法体现的是相关标准,可用于对产品设计的成果加以验证测试。
规范制备法虽然有局限性,但能从不同角度解决多种电磁兼容问题。
若安全标准太苛刻,会引起资源浪费,故制定的规范务必要合理。
2.3故障清除制备法在电子产品的电磁兼容设计中,故障清除制备法是最根本的设计方法。
能很快解决已发现的电磁干扰故障,但解决不了其他问题,在预防方面存在短板。
3电子兼容重要技术3.1电磁屏蔽技术电磁屏蔽技术需要借助实物对电磁干扰加以屏蔽,阻隔电磁能量的传播,能有效抑制电磁能量干扰,在电子设备中应用广泛。
电磁屏蔽技术主要有三种:电场屏蔽、磁场屏蔽,还有电磁场屏蔽。
其抑制效果取决于选材,最好选择那种导磁率、导电率高的材料,譬如钢板、铝箔铜板,或者使用金属镀层,还有导电涂料等。
3.2电线接地技术电子设备接地是为了电力稀释,实现零电频,为人身安全提供基本保障。
电线接地技术的功效就是保证安全,并维持工作电路中电流的稳定流通,降低电磁干扰频率。
3.3过滤波纹技术过滤波纹技术可以将超出工作频段的电磁干扰除去,通过分离信号达到抑制干扰的效果,是实现电磁屏蔽的一种有效辅助方法。
其具体应用主要有信号滤波与电磁滤波两种,信号滤波,可有效消除无关频谱分量;电磁滤波可消除电源电磁干扰。
图1为过滤波纹技术的基本原理。
图1过滤波纹技术原理图4.设计实例4.1电磁兼容基本内涵加固显示器设备在正常运行状态下,要做到电磁兼容,才可以让设备的运行状态保持稳定可靠。
做电磁兼容结构设计的时候,有几点要求:先要明确设备必须达到的电磁兼容指标,接着再分析设备里的各敏感元器件和主要干扰路径等,采取针对性的举措削弱干扰,最后还要通过试验对是否能满足相关指标加以验证。
除此之外,还要对费效比加以考虑:在设计初期阶段,若是能对电磁兼容性做出相应考虑,并制定有效措施加以处理,就能节约一定的成本;如果等到设计后期才发现存在电磁干扰问题,难免需要再对已完成的设计部分做相应整改,势必造成成本增加,甚至可能影响产品无法如期交付,因此,也需要对费效比问题进行综合考虑。
4.2产品的电磁兼容结构设计电磁兼容性设计需要处理电磁三个主要因素:即产品中的敏感源、外部干扰源还有耦合路径,消除三个要素中任意一个,电磁干扰就会消失,具体可以从电磁屏蔽、过滤波纹,还有电线接地三个不同的方面加以考虑。
4.2.1电磁屏蔽技术电磁屏蔽是从阻断电磁干扰传播这一角度实时控制,在保证电路能正常运行的基础上,抑制甚至消除干扰源与被干扰回路之间的电磁耦合,是实现设计要求的常用手段。
通过对加固显示器结构设计中关于电磁兼容性的具体需求分析,确认对电磁兼容有影响作用的具体模块,借助密闭腔体实施隔离屏蔽,有效抑制干扰途径。
(1)材料选择,先依据屏蔽效能具体要求选好屏蔽机壳所用材料,如果对低频磁场(≤1kHz)没有屏蔽要求,可直接选常用金属材料,如钢、铝、铜等做屏蔽壳,钢板经过表面镀铜、锌、镍处理,铝板经过导电氧化或镀镍处理,均可提升其电导率跟磁导率。
若有对低频磁场(≤1kHz)的屏蔽要求,则要选用高导磁材料,譬如坡莫合金、电工纯铁板等,借助于其低磁阻特性,将外部骚扰磁场做分路处理,可大幅度削弱屏蔽壳内围范围中的磁场,不过高磁导率材料不可以经过大量机械加工,否则材料的磁导率会因此而损失,必要时还应该做去应力处理。
高导磁材料的应用位置通常在电源板、逆变器或者是显像管等处。
实例加固显示器在做电磁兼容结构设计时,按整机重量还要使用环境具体要求,将显示器机壳设计成金属的,机壳装配好后就会形成一个密闭腔体,能隔绝内、外部的电磁辐射骚扰,材料用的是铝合金并做了导电氧化处理。
在显示器内部,对电源板电路中的电源开关部分,以图1所示不锈钢屏蔽罩做了单独的高频电场屏蔽,使反射损耗加大;用导磁性较高的坡莫合金屏蔽罩,将整个电源板整体屏蔽起来,使吸收损耗增大,加工好后还做了退火处理,因此该屏蔽罩导磁性更好,电源板上的双重屏蔽,对电磁互扰以及对外辐射实现了有效隔离。
具体屏蔽罩见图2。
图1电源板高频电场屏蔽示意图图2电源板屏蔽罩示意图(2)缝隙、孔洞的屏蔽为了保证屏蔽的完整性,对于屏蔽体的每个接缝都要做电磁密封处理。
加固显示器设备中的屏蔽接缝大多在前、后壳组件还有外部接口的装配面。
在做设计时,金属间要多设搭接面,装配面还需要设置电磁密封衬垫,对缝隙处做好电磁密封。
从图2可知,在实例加固显示器中,其航空插座与机壳接触面上,设有导电密封衬垫;前、后壳组件的接触面上,也设置了导电密封衬垫。
因设备的工作环境较为恶劣,机壳设计为全封闭的,若不得不穿孔,则一定要满足盐雾条件,且穿孔处需要加装屏蔽网或者是截止波导的通风窗等。
如果有避不开的缝隙和通风孔,要尽量使其离强辐射源、敏感电路远一些,设置缝隙、通风孔的时候,一定要顺着磁场方向,使屏蔽体在沿磁场方向所受磁阻小一些;将屏蔽胶带贴于接缝处防渗。
在实例加固显示器中,其IO板和控制板卡均为对插式结构,其机内连接电缆较少,电缆间干扰也少,更具可靠性。
其屏蔽难题在于两块对插式板卡因间距小,安装屏蔽罩所需空间不足,故该加固显示器以分腔式隔离手段,利用分腔隔板分割壳空间,形成相互独立的两个空间,实现两块板卡的独立屏蔽,具体见图2。
对出线位置与散热位置,采用截止波导孔设计,使开孔与屏蔽间的矛盾问题得以解决,在板卡对插的插头位置上,还有主控板转出电缆位置上,将腔壁加厚,使其形成截止波导管;对于分腔盖板,做打孔设计,具体尺寸经计算确定,既能良好散热,又可用作截止波导管,阻断电磁外泄。
其具体设计流程为:1)先明确截面形状;2)明确待屏蔽频率的最高峰值f;3)明确截止频率fc大小:fc=(5-10)f;4)计算内直径d:d=17.6×109/fc;5)依据SE明确具体长度t:SE=1.8×fc×t×10-9[1-(f/fc)2]1/2,可简化近似记作SE=32t/d;SE 是截止波导管应实现的屏蔽效能[4]。
(3)显示器视窗的屏蔽为了防止显示器视窗出现电磁泄漏,有两种方法可选,一种是使用透明材料在显示窗前方做屏蔽,这种方法通常用于尺寸相对较大,且显示器会产生辐射,或者是容易受外界干扰的场合;第二种是用一个隔离舱,把显示器件跟其他电路给隔开,保证内部辐射不会从机箱穿出,让外部干扰进不到内部电路当中,这种方法在显示器件不发出电磁辐射,且不易受外界干扰的场合较为适用。
常见的透明屏蔽材料有两种:一种是两层透明材质(如玻璃等)夹金属网(如蚀刻金属网膜)构成的,其优点在于屏蔽效能特别高,缺点是因莫尔条纹、网纹带来的网感,会引起视觉不适;第二种是在透明材质(如玻璃等)上镀上很薄的一层导电层,其优点在于视觉效果特别好,缺点是屏蔽效能不太高,且存在镜面反射现象,当光线比较强时,观看效果会受影响。
对实例加固显示器,因其尺寸较大,且本身有辐射,故在显示窗前方加设夹网屏蔽玻璃,制作夹网屏蔽玻璃时,先适配好丝网角度,缓解应网感、莫尔条纹带来的视觉不适感;再向金属机壳上装配夹网屏蔽玻璃时,搭接方式一定要合理,屏蔽层的搭接一定要稳固。
4.2.2滤波设计对于设备电路内部传播的电磁骚扰,可以应用滤波技术来抑制。
滤波不仅能抑制干扰源的电磁发射,亦可抑制敏感源受到的干扰。
滤波设计时要做到布局合理:敏感器件应该尽可能离干扰源远一些,将输入口妥善地与输出端隔开,把相互干扰降到低。
把滤波器布置在产品入口位置,机内未处理的电源线布线要尽量短一些;滤波器外壳务必直接装在金属机壳上,电源进线要短。
4.2.3接地与搭接为了维持系统的正常运作状态,接地技术的应用是一项基本要求,通过接地能将各电路电流从公共地线流过时引起的噪声电平消除,能起到对电磁场干扰、地电位差干扰的有效抑制作用。
可靠的接地处理,能够在不增加成本的基础上,改善电子设备的电磁兼容性能。
在具体设计时,要在机壳上明确搭接低阻抗的具体位置,譬如屏蔽体上面的接缝、静电放电时的电流路径、滤波器的独立接地和整个系统的公共地等;且要对具体搭接低阻抗的方法加以衡量,可选永久性连接方式(譬如焊接等);也可选非永久性的搭接方法(譬如粘贴电磁密封衬垫等)。
而具体应该选用哪种方式,需对屏蔽效能要求、安装密封垫的具体方式、电化学相容性还有价格等众多方面加以综合考虑。
对于结构件与航插件间,往往使用导电衬垫(譬如铝镀银导电橡胶板等),这样就可以在接触面间实现连续的低阻抗搭接,使箱体更具屏蔽性。
按以往经验,不允许有金属物体从机壳中直接穿过。
在实例加固显示器中,虽然接地电阻不到5mΩ,但因信号插座有很大的接地电阻,安装在显示器外围的铜螺套,就相当于从机壳直接穿过的金属物体,在展开静电放电试验期间,显示器产品还是出现了黑屏现象,经过对这两处的适当改进设计:把原本的铜螺套换成了外装钢丝螺套,而且装配工艺中也加大了安装信号插座时的预紧力,还加了一个对接地电阻进行检测的工序,将静电试验中出现的故障解决掉,并顺利完成相应检测。
5结论本文分析了在实例电子机电设备中电磁兼容技术的具体应用,并介绍了具体测试效果,验证了电磁兼容技术在电子产品设计中的重要性,希望能通过对电磁兼容技术的深入研究,促使其获得良好发展。
参考文献[1]张骥.电子产品电磁兼容设计要素分析及测试方法研究[J].电子测试,2019,(19):122-123,139.[2]陈霖,和谦.高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计[J].信息通信,2017,(7):63-65.[3]黎俊明.基于复杂电磁环境下无线接收机电磁兼容测试技术探讨[J].电子测试,2018,(2):102-103,114.。