emc結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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導(dǎo)讀 電磁屏蔽是利用金屬板 網(wǎng) 蓋 罩 盒等屏蔽體阻止或減小電磁能量 傳播所采取的一種結(jié)構(gòu)措施 期刊文章分類查詢 盡在期刊圖書館 李永梅 東南大學(xué)成賢學(xué)院 江蘇南京 210088 摘 要 EMC 設(shè)計(jì)是電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié) 本文依據(jù) EMC 的基本原 理 綜合考慮了屏蔽材料 屏蔽方式 縫隙和孔的處理等諸多因素 結(jié)合機(jī)械 加工的手段和工藝 對(duì)機(jī)箱 EMC 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析和探討 關(guān)鍵詞 機(jī)箱 電磁屏蔽 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 引言 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)備的數(shù)量和種類越來(lái) 越多 性能越來(lái)越先進(jìn) 其使用場(chǎng)合和數(shù)量密度也越來(lái)越高 這就使得電子設(shè) 備工作時(shí)常受到各種電磁干擾 包括自身干擾和來(lái)自其它設(shè)備的干擾 同時(shí)也 對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾 1 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(jì)階段就必須認(rèn)真考慮電磁兼容性設(shè)計(jì) 如果忽視了這 一問(wèn)題 到新產(chǎn)品使用時(shí) 干擾問(wèn)題就會(huì)暴露出來(lái) 因此及早地解決電磁干擾問(wèn) 題是電子設(shè)備機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的重要環(huán)節(jié) 2 理論基礎(chǔ) 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)中常見的電磁干擾方式主要有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種 因 此電磁兼容 EMC 設(shè)計(jì)的主要方法有屏蔽 濾波 接地等 2 1 屏蔽 電磁屏蔽是利用金屬板 網(wǎng) 蓋 罩 盒等屏蔽體阻止或減小電磁能量傳 播所采取的一種結(jié)構(gòu)措施 常用的方法有靜電屏蔽 磁屏蔽和電磁屏蔽 電子 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在著手電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí) 必須根據(jù)產(chǎn)品所提出的抗干擾要 求進(jìn)行有針對(duì)性的電磁屏蔽設(shè)計(jì) 屏蔽通常有靜電屏蔽 磁屏蔽和電磁屏蔽三 種 2 2 濾波 電路中的干擾信號(hào)常常通過(guò)電源線 信號(hào)線 控制線等進(jìn)入電路造成干擾 所以對(duì)公用電源線及通過(guò)干擾環(huán)境的導(dǎo)線一般均要設(shè)置濾波電路 2 3 接地 接地問(wèn)題在電磁兼容性設(shè)計(jì)中也是一個(gè)極其重要的問(wèn)題 正確的接地方法 可以減少或避免電路間的互相干擾 根據(jù)不同的電路可用不同的接地方法 通 常組合單元電路接地有串聯(lián)一點(diǎn)接地 并聯(lián)一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地三種方式 整 機(jī)接地方式也是保障產(chǎn)品電磁兼容性的主要措施之一 由于其功能不同 故電 路差別甚大 接地狀況也不大相同 一般常用的方法是 將模擬電路 數(shù)字電 路 機(jī)殼分開 各自獨(dú)立接地 避免相互間的干擾 最后三地合一接入大地 這種方式較好地抑制了電磁噪聲 減少了數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之間的干擾 3 機(jī)箱 EMC 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一電子設(shè)備中的機(jī)箱 機(jī)箱有電源線 信號(hào)線 控制線等的穿入及穿出以及散 熱用的通風(fēng)孔 調(diào)節(jié)用的調(diào)節(jié)孔 顯示窗等 同時(shí)機(jī)箱也是由多個(gè)零件組合而 成 各部分的連接處難免有泄漏 如何抑制電磁能從上述因素中泄漏 就成了 電磁兼容性的關(guān)鍵 在這里僅介紹幾種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較簡(jiǎn)單可行的方法 3 1 縫隙的屏蔽 縫隙指的是連接后要拆卸的 如機(jī)箱上下蓋 前后面板和箱體的連接縫 這類連接通常用螺釘來(lái)緊固 這類情形增加屏蔽效能的途徑有如下 1 增加縫隙深度 也就是增加箱體與蓋板的配合寬度 2 在結(jié)合處加入導(dǎo)電襯墊或者提高結(jié)合面的加工精度 即減少縫隙長(zhǎng)度 一般比較經(jīng)濟(jì)的辦法是在接合面安裝導(dǎo)電襯墊 這樣既可以減少縫隙泄漏 又 不要求接合面有很高的加工精度 3 接合面上涂上導(dǎo)電涂料 在用螺釘 鉚釘緊固的交疊接縫處 由于配 合表面微觀上是凹凸不平的 接合面上只能是部分點(diǎn)接觸 而導(dǎo)電涂料是一種 呈流體狀的液體 極易流入縫隙 填補(bǔ)結(jié)合面上的不平部位 可顯著地改善接 合處金屬之間的電接觸使用時(shí)應(yīng)先把接合面上的不導(dǎo)電物質(zhì)清除干凈 對(duì)于那 些易遭腐蝕的接縫也可用這種涂料來(lái)減小腐蝕 如果接縫的配合表面過(guò)于粗糙 孔隙很大 應(yīng)先用導(dǎo)電填隙料把孔隙填平 導(dǎo)電填隙料具有如同油灰的粘稠性 可像刮底漆那樣嵌攆 4 縮短螺釘間距 接合面不加導(dǎo)電襯墊時(shí) 應(yīng)在結(jié)構(gòu)可能的條件下盡量 增加連接螺釘數(shù)量 減小螺釘間距 使縫隙長(zhǎng)度相應(yīng)減小 3 2 通風(fēng)孔的屏蔽 3 為了滿足機(jī)箱內(nèi)部通風(fēng)散熱的要求 有時(shí)必須在箱體上開設(shè)通風(fēng)孔 因此 也 必須對(duì)通風(fēng)孔進(jìn)行電磁屏蔽 這類情形增加屏蔽效能的途徑有如下 1 窗口上覆蓋金屬絲網(wǎng) 金屬絲網(wǎng)覆蓋在通風(fēng)孔上的結(jié)構(gòu)形式有兩種 一種是采用焊接方式安裝 這種方法使金屬網(wǎng)與屏蔽體之間有良好的電接觸 但工藝復(fù)雜 金屬網(wǎng)性能變壞以后又難以更換 且焊接時(shí)易破壞周圍的保護(hù)層 所以很少采用這種方法 另一種是采用環(huán)形壓圈通過(guò)緊固螺釘把金屬網(wǎng)安裝在 屏蔽體的通風(fēng)孔上 安裝之前 應(yīng)把配合面上的絕緣層 氧化層 油垢等不導(dǎo) 電物質(zhì)除去 并應(yīng)安裝足夠數(shù)量的螺釘以獲得連續(xù)的接觸 這種安裝方式 只 要在結(jié)構(gòu)和工藝上仔細(xì)考慮 即可使金屬網(wǎng)與屏蔽體之間獲得良好的電接觸 所以應(yīng)用比較廣泛 2 用穿孔金屬板作通風(fēng)孔 用許多小孔代替大口徑的通風(fēng)孔是提高屏蔽 效能的有效方法 它可以直接在屏蔽體上開許多小孔 亦可單獨(dú)制成穿孔金屬 板安裝到屏蔽體的通風(fēng)孔上 與金屬網(wǎng)相比 穿孔金屬板的特點(diǎn)是屏蔽體性能 穩(wěn)定 因?yàn)樗淮娼饘倬幙椌W(wǎng)固有的網(wǎng)絲交叉點(diǎn)接觸電阻不穩(wěn)定的問(wèn)題 在屏 蔽壁上直接開小口徑通風(fēng)孔 具有結(jié)構(gòu)與工藝簡(jiǎn)單 成本低等優(yōu)點(diǎn) 實(shí)際應(yīng)用已 較普遍 3 采用截止波導(dǎo)式通風(fēng)窗 金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板在較高頻下屏蔽效能 都要下降 特別是當(dāng)孔眼尺寸與電磁波波長(zhǎng)可比擬時(shí) 則孔眼將引起嚴(yán)重的泄 漏 在較高頻以上 欲有高的屏蔽性能 且通風(fēng)良好 可采用截止波導(dǎo)式通風(fēng) 孔板 如蜂窩狀通風(fēng)孔板 它與金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板相比有如下優(yōu)點(diǎn) 工作 的頻段寬 即便到微波頻段仍有較高的屏蔽性能 對(duì)空氣的阻力小 風(fēng)壓損失 少 機(jī)械強(qiáng)度高 工作可靠穩(wěn)定 3 3 表頭孔的屏蔽 電子設(shè)備的機(jī)箱面板上往往裝有指示電參數(shù)的表頭 安裝表頭需在面板上 開相應(yīng)尺寸的孔 為防止從表頭孔中泄漏電磁能量 結(jié)構(gòu)上有兩種方法可供選 用 1 在表頭背面進(jìn)行附加屏蔽 且在面板和屏蔽體之間加入導(dǎo)電襯墊以減 少縫隙 改善電接觸 穿入屏蔽體的表頭引線由裝在屏蔽體上的穿心電容引入 使引線感應(yīng)的干擾信號(hào)旁路到地 2 表面上覆蓋導(dǎo)電玻璃 表面覆蓋導(dǎo)電玻璃蓋時(shí) 必須確保導(dǎo)電玻璃的 導(dǎo)電層與面板有良好的電接觸 通常在連接處加入導(dǎo)電襯墊 由于導(dǎo)電玻璃主 要對(duì)電場(chǎng)和高頻電磁場(chǎng)有屏蔽作用 所以表頭本身最好具有屏蔽作用 或者采 用帶有細(xì)金屬網(wǎng)夾層的導(dǎo)電鈕子開關(guān)和指示燈的附加屏蔽玻璃 這樣對(duì)磁場(chǎng)也 有一定的屏蔽效能 3 4 開關(guān) 指示燈的屏蔽 電子設(shè)備的機(jī)箱面板上均裝有電源開關(guān)或工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān) 較常用的 有兩類 一是鈕子開關(guān) 二是按鈕開關(guān) 它們都可以泄漏電磁能量 鈕子開關(guān) 的防泄漏安裝結(jié)構(gòu)是在面板與開關(guān)端面間襯入導(dǎo)電襯墊 按鈕開關(guān)和指示燈的 防泄漏可采用附加的屏蔽罩 引線的穿入處應(yīng)采用穿心電容或插針式濾波連接 器 防止電磁能量通過(guò)引線泄漏 較簡(jiǎn)單的指示燈屏蔽可在燈罩上覆蓋導(dǎo)電玻 璃 并使導(dǎo)電玻璃與面板保持良好接觸 3 5 顯示屏的屏蔽 帶有陰極射線管的電子設(shè)備 如示波器 計(jì)算機(jī)終端監(jiān)視器等 在陰極射線 管的開口處電磁能量很容易泄漏 把陰極射線管的屏蔽罩與機(jī)箱連成一個(gè)整體 并保持電氣上的連續(xù)性 若陰極射線管屏蔽罩采用鐵磁性材料 則能有效地實(shí) 現(xiàn)磁屏蔽 使顯示的圖像不受周圍雜散磁場(chǎng)的影響 對(duì)于信息處理設(shè)備的終端 顯示器而言 由于它的主要目的是防止信息的泄漏 采用上述屏蔽措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不夠的 對(duì)于信息設(shè)備的顯示器 防止周圍干擾磁場(chǎng)不是主要目的 關(guān)鍵是要 防止信息從顯示器屏幕的開口處向外界泄漏 所以必須對(duì)顯示器屏幕進(jìn)行屏蔽 它還要求屏蔽層有一定的透光性 不影響觀察 常用的方法有兩種 1 屏幕上覆蓋導(dǎo)電玻璃或?qū)щ娝芰?使導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層與機(jī)箱有連續(xù) 的電接觸 這種方法對(duì)屏蔽電場(chǎng)和平面波場(chǎng)較為有效 但對(duì)磁場(chǎng)幾乎沒(méi)有屏蔽 作用 2 屏幕上覆蓋金屬絲網(wǎng)或?qū)щ姴Ａc金屬絲網(wǎng)的復(fù)合層 要求金屬網(wǎng)不 影響觀察 為了提高屏蔽效能 最好把交叉點(diǎn)都焊上 采用金屬網(wǎng)與導(dǎo)電玻璃 復(fù)合層既能屏蔽磁場(chǎng) 交變的 也能屏蔽電場(chǎng)和平面波場(chǎng) 3 6 電源線的處理 屏蔽機(jī)箱的電源線必須通過(guò)電源濾波器才能引入機(jī)箱 濾波器應(yīng)有良好的 屏蔽 安裝時(shí)要注意兩點(diǎn) 1 濾波器應(yīng)安裝在電源線的入口處 2 電源濾波器的安裝不能破壞機(jī)箱的屏蔽 因此濾波器屏蔽罩必須與機(jī) 箱壁板有連續(xù)而良好的電接觸 3 7 保險(xiǎn)絲座的屏蔽 單個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽用金屬帽蓋把保險(xiǎn)絲座覆蓋起來(lái) 帽蓋內(nèi)裝彈性簧片 使其與機(jī)箱有良好的電接觸 多個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽把設(shè)備的所有保險(xiǎn)絲集中起 來(lái) 用附加屏蔽罩將其屏蔽 附加屏蔽罩的結(jié)構(gòu)和安裝與表頭孔的附加屏蔽相 似 4 總結(jié) 電磁兼容性 EMC 是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽略的問(wèn)題 直接影響到系統(tǒng)設(shè)備 工作的可靠性 穩(wěn)定性和品質(zhì)指標(biāo) 本文所述的方法是從設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考 慮的 涉及到屏蔽 濾波 接地等有關(guān)的問(wèn)題 與電路設(shè)計(jì)相輔相成 缺一不 可 在實(shí)際設(shè)計(jì)中 應(yīng)根據(jù)各干擾源的性質(zhì)及設(shè)備所處的工作環(huán)境 與電路設(shè) 計(jì)人員一起采取相應(yīng)的措施 同時(shí) 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分注意采取措施的穩(wěn)定 性與持久性 避免代價(jià)昂貴和費(fèi)時(shí)的返工 從而取得最佳設(shè)計(jì)效果 在表頭背面進(jìn)行附加屏蔽 且在面板和屏蔽體之間加入導(dǎo)電襯墊以減少縫隙 改善電接觸 穿入屏 蔽體的表頭引線由裝在屏蔽體上的穿心電容引入 使引線感應(yīng)的干擾信號(hào)旁路到地 2 表面上覆蓋導(dǎo)電玻璃 表面覆蓋導(dǎo)電玻璃蓋時(shí) 必須確保導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層與面板有良好 的電接觸 通常在連接處加入導(dǎo)電襯墊 由于導(dǎo)電玻璃主要對(duì)電場(chǎng)和高頻電磁場(chǎng)有屏蔽作用 所以 表頭本身最好具有屏蔽作用 或者采用帶有細(xì)金屬網(wǎng)夾層的導(dǎo)電鈕子開關(guān)和指示燈的附加屏蔽玻璃 這樣對(duì)磁場(chǎng)也有一定的屏蔽效能 3 4 開關(guān) 指示燈的屏蔽 電子設(shè)備的機(jī)箱面板上均裝有電源開關(guān)或工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān) 較常用的有兩類 一是鈕子開 關(guān) 二是按鈕開關(guān) 它們都可以泄漏電磁能量 鈕子開關(guān)的防泄漏安裝結(jié)構(gòu)是在面板與開關(guān)端面間 襯入導(dǎo)電襯墊 按鈕開關(guān)和指示燈的防泄漏可采用附加的屏蔽罩 引線的穿入處應(yīng)采用穿心電容或 插針式濾波連接器 防止電磁能量通過(guò)引線泄漏 較簡(jiǎn)單的指示燈屏蔽可在燈罩上覆蓋導(dǎo)電玻璃 并使導(dǎo)電玻璃與面板保持良好接觸 3 5 顯示屏的屏蔽 帶有陰極射線管的電子設(shè)備 如示波器 計(jì)算機(jī)終端監(jiān)視器等 在陰極射線管的開口處電磁能量 很容易泄漏 把陰極射線管的屏蔽罩與機(jī)箱連成一個(gè)整體 并保持電氣上的連續(xù)性 若陰極射線管 屏蔽罩采用鐵磁性材料 則能有效地實(shí)現(xiàn)磁屏蔽 使顯示的圖像不受周圍雜散磁場(chǎng)的影響 對(duì)于信 息處理設(shè)備的終端顯示器而言 由于它的主要目的是防止信息的泄漏 采用上述屏蔽措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 夠的 對(duì)于信息設(shè)備的顯示器 防止周圍干擾磁場(chǎng)不是主要目的 關(guān)鍵是要防止信息從顯示器屏幕 的開口處向外界泄漏 所以必須對(duì)顯示器屏幕進(jìn)行屏蔽 它還要求屏蔽層有一定的透光性 不影響 觀察 常用的方法有兩種 1 屏幕上覆蓋導(dǎo)電玻璃或?qū)щ娝芰?使導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層與機(jī)箱有連續(xù)的電接觸 這種方法 對(duì)屏蔽電場(chǎng)和平面波場(chǎng)較為有效 但對(duì)磁場(chǎng)幾乎沒(méi)有屏蔽作用 2 屏幕上覆蓋金屬絲網(wǎng)或?qū)щ姴Ａc金屬絲網(wǎng)的復(fù)合層 要求金屬網(wǎng)不影響觀察 為了提高 屏蔽效能 最好把交叉點(diǎn)都焊上 采用金屬網(wǎng)與導(dǎo)電玻璃復(fù)合層既能屏蔽磁場(chǎng) 交變的 也能屏蔽電 場(chǎng)和平面波場(chǎng) 3 6 電源線的處理 屏蔽機(jī)箱的電源線必須通過(guò)電源濾波器才能引入機(jī)箱 濾波器應(yīng)有良好的屏蔽 安裝時(shí)要注意 兩點(diǎn) 1 濾波器應(yīng)安裝在電源線的入口處 2 電源濾波器的安裝不能破壞機(jī)箱的屏蔽 因此濾波器屏蔽罩必須與機(jī)箱壁板有連續(xù)而良好 的電接觸 3 7 保險(xiǎn)絲座的屏蔽 單個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽用金屬帽蓋把保險(xiǎn)絲座覆蓋起來(lái) 帽蓋內(nèi)裝彈性簧片使其與機(jī)箱有良好的 電接觸 多個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽把設(shè)備的所有保險(xiǎn)絲集中起來(lái) 用附加屏蔽罩將其屏蔽 附加屏蔽罩 的結(jié)構(gòu)和安裝與表頭孔的附加屏蔽相似 4 總結(jié) 電磁兼容性 EMC 是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽略的問(wèn)題 直接影響到系統(tǒng)設(shè)備工作的可靠性 穩(wěn)定 性和品質(zhì)指標(biāo) 本文所述的方法是從設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮的 涉及到屏蔽 濾波 接地等有關(guān)的 問(wèn)題 與電路設(shè)計(jì)相輔相成 缺一不可 在實(shí)際設(shè)計(jì)中 應(yīng)根據(jù)各干擾源的性質(zhì)及設(shè)備所處的工作 環(huán)境 與電路設(shè)計(jì)人員一起采取相應(yīng)的措施 同時(shí) 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分注意采取措施的穩(wěn)定性與 持久性 避免代價(jià)昂貴和費(fèi)時(shí)的返工 從而取得最佳設(shè)計(jì)效果 摘 要 EMC 設(shè)計(jì)是電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié) 本文依據(jù) EMC 的基本原理 綜合考慮了屏蔽 材料 屏蔽方式 縫隙和孔的處理等諸多因素 結(jié)合機(jī)械加工的手段和工藝 對(duì)機(jī)箱 EMC 的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)方法進(jìn)行分析和探討 關(guān)鍵詞 機(jī)箱 電磁屏蔽 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 引言 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)備的數(shù)量和種類越來(lái)越多 性能越來(lái)越先 進(jìn) 其使用場(chǎng)合和數(shù)量密度也越來(lái)越高 這就使得電子設(shè)備工作時(shí)常受到各種電磁干擾 包括自身 干擾和來(lái)自其它設(shè)備的干擾 同時(shí)也對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾 1 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(jì)階段就必須認(rèn)真考慮電磁兼容性設(shè)計(jì) 如果忽視了這一問(wèn) 題 到新產(chǎn)品使用時(shí) 干擾問(wèn)題就會(huì)暴露出來(lái) 因此及早地解決電磁干擾問(wèn)題是電子設(shè)備機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)時(shí)必須考慮的重要環(huán)節(jié) 2 理論基礎(chǔ) 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)中常見的電磁干擾方式主要有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種 因此電磁兼容 EMC 設(shè)計(jì)的主要方法有屏蔽 濾波 接地等 2 1 屏蔽 電磁屏蔽是利用金屬板 網(wǎng) 蓋 罩 盒等屏蔽體阻止或減小電磁能量傳播所采取的一種結(jié)構(gòu) 措施 常用的方法有靜電屏蔽 磁屏蔽和電磁屏蔽 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在著手電磁兼容性設(shè)計(jì) 時(shí) 必須根據(jù)產(chǎn)品所提出的抗干擾要求進(jìn)行有針對(duì)性的電磁屏蔽設(shè)計(jì) 屏蔽通常有靜電屏蔽 磁屏 蔽和電磁屏蔽三種 2 2 濾波 電路中的干擾信號(hào)常常通過(guò)電源線 信號(hào)線 控制線等進(jìn)入電路造成干擾 所以對(duì)公用電源線 及通過(guò)干擾環(huán)境的導(dǎo)線一般均要設(shè)置濾波電路 2 3 接地 接地問(wèn)題在電磁兼容性設(shè)計(jì)中也是一個(gè)極其重要的問(wèn)題 正確的接地方法可以減少或避免電路 間的互相干擾 根據(jù)不同的電路可用不同的接地方法 通常組合單元電路接地有串聯(lián)一點(diǎn)接地 并 聯(lián)一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地三種方式 整機(jī)接地方式也是保障產(chǎn)品電磁兼容性的主要措施之一 由于其 功能不同 故電路差別甚大 接地狀況也不大相同 一般常用的方法是 將模擬電路 數(shù)字電路 機(jī)殼分開 各自獨(dú)立接地 避免相互間的干擾 最后三地合一接入大地 這種方式較好地抑制了電 磁噪聲 減少了數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之間的干擾 3 機(jī)箱 EMC 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一電子設(shè)備中的機(jī)箱 機(jī)箱有電源線 信號(hào)線 控制線等的穿入及穿出以及散熱用的通風(fēng)孔 調(diào)節(jié) 用的調(diào)節(jié)孔 顯示窗等 同時(shí)機(jī)箱也是由多個(gè)零件組合而成 各部分的連接處難免有泄漏 如何抑 制電磁能從上述因素中泄漏 就成了電磁兼容性的關(guān)鍵 在這里僅介紹幾種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較簡(jiǎn)單可 行的方法 3 1 縫隙的屏蔽 縫隙指的是連接后要拆卸的 如機(jī)箱上下蓋 前后面板和箱體的連接縫 這類連接通常用螺釘 來(lái)緊固 這類情形增加屏蔽效能的途徑有如下 1 增加縫隙深度 也就是增加箱體與蓋板的配合寬度 2 在結(jié)合處加入導(dǎo)電襯墊或者提高結(jié)合面的加工精度 即減少縫隙長(zhǎng)度 一般比較經(jīng)濟(jì)的辦 法是在接合面安裝導(dǎo)電襯墊 這樣既可以減少縫隙泄漏 又不要求接合面有很高的加工精度 3 接合面上涂上導(dǎo)電涂料 在用螺釘 鉚釘緊固的交疊接縫處 由于配合表面微觀上是凹凸 不平的 接合面上只能是部分點(diǎn)接觸 而導(dǎo)電涂料是一種呈流體狀的液體 極易流入縫隙 填補(bǔ)結(jié) 合面上的不平部位 可顯著地改善接合處金屬之間的電接觸使用時(shí)應(yīng)先把接合面上的不導(dǎo)電物質(zhì)清 除干凈 對(duì)于那些易遭腐蝕的接縫也可用這種涂料來(lái)減小腐蝕 如果接縫的配合表面過(guò)于粗糙 孔 隙很大 應(yīng)先用導(dǎo)電填隙料把孔隙填平 導(dǎo)電填隙料具有如同油灰的粘稠性 可像刮底漆那樣嵌攆 4 縮短螺釘間距 接合面不加導(dǎo)電襯墊時(shí) 應(yīng)在結(jié)構(gòu)可能的條件下盡量增加連接螺釘數(shù)量 減小螺釘間距 使縫隙長(zhǎng)度相應(yīng)減小 3 2 通風(fēng)孔的屏蔽 3 為了滿足機(jī)箱內(nèi)部通風(fēng)散熱的要求 有時(shí)必須在箱體上開設(shè)通風(fēng)孔 因此 也必須對(duì)通風(fēng)孔進(jìn)行電 磁屏蔽 這類情形增加屏蔽效能的途徑有如下 1 窗口上覆蓋金屬絲網(wǎng) 金屬絲網(wǎng)覆蓋在通風(fēng)孔上的結(jié)構(gòu)形式有兩種 一種是采用焊接方式 安裝 這種方法使金屬網(wǎng)與屏蔽體之間有良好的電接觸 但工藝復(fù)雜 金屬網(wǎng)性能變壞以后又難以 更換 且焊接時(shí)易破壞周圍的保護(hù)層 所以很少采用這種方法 另一種是采用環(huán)形壓圈通過(guò)緊固螺 釘把金屬網(wǎng)安裝在屏蔽體的通風(fēng)孔上 安裝之前 應(yīng)把配合面上的絕緣層 氧化層 油垢等不導(dǎo)電 物質(zhì)除去 并應(yīng)安裝足夠數(shù)量的螺釘以獲得連續(xù)的接觸 這種安裝方式 只要在結(jié)構(gòu)和工藝上仔細(xì) 考慮 即可使金屬網(wǎng)與屏蔽體之間獲得良好的電接觸 所以應(yīng)用比較廣泛 2 用穿孔金屬板作通風(fēng)孔 用許多小孔代替大口徑的通風(fēng)孔是提高屏蔽效能的有效方法 它 可以直接在屏蔽體上開許多小孔 亦可單獨(dú)制成穿孔金屬板安裝到屏蔽體的通風(fēng)孔上 與金屬網(wǎng)相 比 穿孔金屬板的特點(diǎn)是屏蔽體性能穩(wěn)定 因?yàn)樗淮娼饘倬幙椌W(wǎng)固有的網(wǎng)絲交叉點(diǎn)接觸電阻不穩(wěn) 定的問(wèn)題 在屏蔽壁上直接開小口徑通風(fēng)孔 具有結(jié)構(gòu)與工藝簡(jiǎn)單 成本低等優(yōu)點(diǎn) 實(shí)際應(yīng)用已較普 遍 3 采用截止波導(dǎo)式通風(fēng)窗 金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板在較高頻下屏蔽效能都要下降 特別是當(dāng) 孔眼尺寸與電磁波波長(zhǎng)可比擬時(shí) 則孔眼將引起嚴(yán)重的泄漏 在較高頻以上 欲有高的屏蔽性能 且通風(fēng)良好 可采用截止波導(dǎo)式通風(fēng)孔板 如蜂窩狀通風(fēng)孔板 它與金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板相比有如 下優(yōu)點(diǎn) 工作的頻段寬 即便到微波頻段仍有較高的屏蔽性能 對(duì)空氣的阻力小 風(fēng)壓損失少 機(jī) 械強(qiáng)度高 工作可靠穩(wěn)定 3 3 表頭孔的屏蔽 電子設(shè)備的機(jī)箱面板上往往裝有指示電參數(shù)的表頭 安裝表頭需在面板上開相應(yīng)尺寸的孔 為 防止從表頭孔中泄漏電磁能量 結(jié)構(gòu)上有兩種方法可供選用 1 在表頭背面進(jìn)行附加屏蔽 且在面板和屏蔽體之間加入導(dǎo)電襯墊以減少縫隙 改善電接觸 穿入屏蔽體的表頭引線由裝在屏蔽 體上的穿心電容引入 使引線感應(yīng)的干擾信號(hào)旁路到地 2 表面上覆蓋導(dǎo)電玻璃 表面覆蓋導(dǎo)電玻璃蓋時(shí) 必須確保導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層與面板有良好 的電接觸 通常在連接處加入導(dǎo)電襯墊 由于導(dǎo)電玻璃主要對(duì)電場(chǎng)和高頻電磁場(chǎng)有屏蔽作用 所以 表頭本身最好具有屏蔽作用 或者采用帶有細(xì)金屬網(wǎng)夾層的導(dǎo)電鈕子開關(guān)和指示燈的附加屏蔽玻璃 這樣對(duì)磁場(chǎng)也有一定的屏蔽效能 3 4 開關(guān) 指示燈的屏蔽 電子設(shè)備的機(jī)箱面板上均裝有電源開關(guān)或工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān) 較常用的有兩類 一是鈕子開 關(guān) 二是按鈕開關(guān) 它們都可以泄漏電磁能量 鈕子開關(guān)的防泄漏安裝結(jié)構(gòu)是在面板與開關(guān)端面間 襯入導(dǎo)電襯墊 按鈕開關(guān)和指示燈的防泄漏可采用附加的屏蔽罩 引線的穿入處應(yīng)采用穿心電容或 插針式濾波連接器 防止電磁能量通過(guò)引線泄漏 較簡(jiǎn)單的指示燈屏蔽可在燈罩上覆蓋導(dǎo)電玻璃 并使導(dǎo)電玻璃與面板保持良好接觸 3 5 顯示屏的屏蔽 帶有陰極射線管的電子設(shè)備 如示波器 計(jì)算機(jī)終端監(jiān)視器等 在陰極射線管的開口處電磁能量 很容易泄漏 把陰極射線管的屏蔽罩與機(jī)箱連成一個(gè)整體 并保持電氣上的連續(xù)性 若陰極射線管 屏蔽罩采用鐵磁性材料 則能有效地實(shí)現(xiàn)磁屏蔽 使顯示的圖像不受周圍雜散磁場(chǎng)的影響 對(duì)于信 息處理設(shè)備的終端顯示器而言 由于它的主要目的是防止信息的泄漏 采用上述屏蔽措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 夠的 對(duì)于信息設(shè)備的顯示器 防止周圍干擾磁場(chǎng)不是主要目的 關(guān)鍵是要防止信息從顯示器屏幕 的開口處向外界泄漏 所以必須對(duì)顯示器屏幕進(jìn)行屏蔽 它還要求屏蔽層有一定的透光性 不影響 觀察 常用的方法有兩種 1 屏幕上覆蓋導(dǎo)電玻璃或?qū)щ娝芰?使導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層與機(jī)箱有連續(xù)的電接觸 這種方法 對(duì)屏蔽電場(chǎng)和平面波場(chǎng)較為有效 但對(duì)磁場(chǎng)幾乎沒(méi)有屏蔽作用 2 屏幕上覆蓋金屬絲網(wǎng)或?qū)щ姴Ａc金屬絲網(wǎng)的復(fù)合層 要求金屬網(wǎng)不影響觀察 為了提高 屏蔽效能 最好把交叉點(diǎn)都焊上 采用金屬網(wǎng)與導(dǎo)電玻璃復(fù)合層既能屏蔽磁場(chǎng) 交變的 也能屏蔽電 場(chǎng)和平面波場(chǎng) 3 6 電源線的處理 屏蔽機(jī)箱的電源線必須通過(guò)電源濾波器才能引入機(jī)箱 濾波器應(yīng)有良好的屏蔽 安裝時(shí)要注意 兩點(diǎn) 1 濾波器應(yīng)安裝在電源線的入口處 2 電源濾波器的安裝不能破壞機(jī)箱的屏蔽 因此濾波器屏蔽罩必須與機(jī)箱壁板有連續(xù)而良好 的電接觸 3 7 保險(xiǎn)絲座的屏蔽 單個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽用金屬帽蓋把保險(xiǎn)絲座覆蓋起來(lái) 帽蓋內(nèi)裝彈性簧片使其與機(jī)箱有良好的 電接觸 多個(gè)保險(xiǎn)絲座的屏蔽把設(shè)備的所有保險(xiǎn)絲集中起來(lái) 用附加屏蔽罩將其屏蔽 附加屏蔽罩 的結(jié)構(gòu)和安裝與表頭孔的附加屏蔽相似 4 總結(jié) 電磁兼容性 EMC 是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽略的問(wèn)題 直接影響到系統(tǒng)設(shè)備工作的可靠性 穩(wěn)定 性和品質(zhì)指標(biāo) 本文所述的方法是從設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮的 涉及到屏蔽 濾波 接地等有關(guān)的 問(wèn)題 與電路設(shè)計(jì)相輔相成 缺一不可 在實(shí)際設(shè)計(jì)中 應(yīng)根據(jù)各干擾源的性質(zhì)及設(shè)備所處的工作 環(huán)境 與電路設(shè)計(jì)人員一起采取相應(yīng)的措施 同時(shí) 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分注意采取措施的穩(wěn)定性與 持久性 避免代價(jià)昂貴和費(fèi)時(shí)的返工 從而取得最佳設(shè)計(jì)效果