電子設(shè)備機(jī)箱EMC設(shè)計(jì)

電子設(shè)備機(jī)箱EMC設(shè)計(jì)電子設(shè)備運(yùn)行過程中，易受自身及其他電子元器件的干擾，因此電子設(shè)備機(jī)箱的EMC設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵性作用，本文結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)機(jī)箱的屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探討?！娟P(guān)鍵詞】火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)EMC設(shè)計(jì)引言近年來，電子設(shè)備向著輕、薄、短、小和多功能、高性能及低成本方向發(fā)展，鈑金機(jī)箱及塑料機(jī)箱、塑料部件或面板廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備上，于是電子設(shè)備工作時(shí)不僅受到其他設(shè)備的干擾，而且易受到來自自身的干擾。因此，為了使電子設(shè)備滿足EMC的要求，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期將從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮電子設(shè)備機(jī)箱如何抑制干擾，主要有三種方法：屏蔽、濾波和接地技術(shù)。屏蔽主要運(yùn)用各種屏蔽材料做成的屏蔽體，將干擾源或受干擾的電路、設(shè)備及系統(tǒng)包圍起來，通過吸收、反射和抵消電磁波能量的作用來減弱干擾。屏蔽主要分為三種類型：電屏蔽、磁屏蔽、電磁屏蔽。電場(chǎng)屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電場(chǎng)屏蔽主要是利用金屬盒體將電場(chǎng)封閉在屏蔽體內(nèi)或?qū)㈦妶?chǎng)擋在屏蔽體外的屏蔽。電場(chǎng)屏蔽在設(shè)計(jì)時(shí)要選擇導(dǎo)電性好的材料（如銅、鋁等）做屏蔽外殼。屏蔽體對(duì)材料厚度沒有要求，但是屏蔽體的形狀對(duì)屏蔽效果有明顯的影響。除此之外屏蔽體要靠近受保護(hù)的設(shè)備并且屏蔽體必須良好接地。電場(chǎng)屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法減小蓋和盒接觸阻抗的結(jié)構(gòu)（1）在盒側(cè)壁鉚裝導(dǎo)電梳形彈簧片，使之與蓋相接觸，減小接觸電阻。2）將蓋與盒密焊在一起，在改善接觸的同時(shí)，起到密封作用。（3）在機(jī)（箱）柜門框內(nèi)四周處設(shè)置凹槽，將導(dǎo)電金屬絲團(tuán)填入凹槽內(nèi)，通過金屬絲團(tuán)改善門與門框的接觸。（4）將蓋與盒用螺釘連接，使用的螺釘數(shù)量越多，接觸改善的越好。（5）將套有金屬網(wǎng)的橡皮管填在蓋與盒的凹槽中，當(dāng)蓋與盒互相壓緊時(shí)，用金屬網(wǎng)管改善接觸。雙層門蓋結(jié)構(gòu)為了進(jìn)一步提高屏蔽效能，機(jī)箱可采用雙層門，屏蔽盒可采用雙層蓋。與單層蓋結(jié)構(gòu)相比，多了一節(jié)衰減，因而可提高屏蔽效能。兩層蓋中央應(yīng)避免直接接觸，當(dāng)兩層蓋間距很小時(shí)，蓋間要墊絕緣層。屏蔽盒的共蓋與分蓋結(jié)構(gòu)在電子設(shè)備的高頻多級(jí)放大電路中，通常有兩種方法設(shè)計(jì)屏蔽盒。一是設(shè)計(jì)一只屏蔽盒，在屏蔽盒內(nèi)用隔板將多個(gè)級(jí)聯(lián)電路隔離，最后共用一個(gè)屏蔽盒蓋。二是每個(gè)隔離單獨(dú)設(shè)置屏蔽盒蓋，成為獨(dú)立腔體。對(duì)于這兩種方法的設(shè)計(jì)，分蓋設(shè)計(jì)屏蔽效果要高于共蓋設(shè)計(jì)。磁場(chǎng)屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)磁場(chǎng)屏蔽的原理是屏蔽體對(duì)干擾磁場(chǎng)提供低磁阻的磁通路，從而對(duì)干擾磁場(chǎng)進(jìn)行分流，主要用于防止交變電場(chǎng)、交變磁場(chǎng)和交變電磁場(chǎng)的影響。電磁屏蔽常用的鐵磁材料有鐵鎳合金、硅鋼片、鋼、電工軟鐵、坡莫合金、鐵鎳銅鉻合金等。屏蔽效果隨材料厚度增大而增加，隨屏蔽體內(nèi)空間的增大而減小。但僅靠增加壁厚提高低頻屏蔽效果將造成結(jié)構(gòu)笨重，加工困難，所以對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)的屏蔽可以采用多層屏蔽結(jié)構(gòu)。此外被屏蔽的物體不要緊靠屏蔽體，之間應(yīng)留有一定間隙，防止磁短路現(xiàn)象發(fā)生。并且屏蔽體在設(shè)計(jì)時(shí)，凡是接縫、通風(fēng)孔等均可能增加磁阻，從而降低屏蔽效果。所以在設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮磁路，盡可能不阻斷磁通的通過。電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電磁屏蔽主要用于高頻，利用金屬界面上的反射和金屬層內(nèi)的吸收來抑制電磁輻射干擾。屏蔽體通常用良導(dǎo)體制作。在電磁干擾中，電磁屏蔽的效果在很大程度上取決于機(jī)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即其導(dǎo)電連續(xù)性。機(jī)箱上的接縫、開孔及穿過機(jī)箱的電纜都是電磁波泄漏源。合理有效的處理這些泄漏源可以大大提高屏蔽效果。3.1機(jī)箱（柜）接縫屏蔽任何實(shí)用的屏蔽機(jī)箱上都有縫隙，這些縫隙主要是由屏蔽板之間的臨時(shí)搭接所造成的?？p隙的導(dǎo)電不連續(xù)性，導(dǎo)致在縫隙處產(chǎn)生電磁泄漏現(xiàn)象。為提高縫隙的屏蔽效果可采取以下措施：（1）增加金屬板厚度，可通過增加旁邊長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)。（2）減少結(jié)合面縫隙寬度，可通過提高結(jié)合面加工精度、焊接或整體鑄造來實(shí)現(xiàn)。（3）在接縫不平整的地方或在可移動(dòng)的面板等處，必須使用導(dǎo)電襯墊。（4）在接縫處涂導(dǎo)電涂料，常用的導(dǎo)電涂料有導(dǎo)電膠、導(dǎo)電酯等。（5）在不加導(dǎo)電襯墊時(shí)，調(diào)整緊固螺釘間距。（6）用螺釘或鉚接進(jìn)行搭接時(shí)，應(yīng)首先在縫的中間部分搭接好，然后再逐漸向兩端延伸，以防止金屬表面的彎曲。（7）在底板與機(jī)殼的每條縫和不連續(xù)處要盡可能好的搭接。電搭接對(duì)殼體的屏蔽效果起決定性作用。孔洞屏蔽在一個(gè)實(shí)用的機(jī)箱上會(huì)有很多孔洞和孔縫，如通風(fēng)口、顯示口、安裝各種調(diào)節(jié)桿的開孔等，提高屏蔽效果必須妥善處理機(jī)箱上的孔洞和孔縫。3.2.1機(jī)箱的通風(fēng)孔可采用開圓形多孔或加金屬絲網(wǎng)的方法提高屏蔽效果。對(duì)于屏蔽要求高的機(jī)箱，且通風(fēng)量要求不高時(shí)可以使用穿孔金屬板且孔的直徑足夠小；當(dāng)對(duì)通風(fēng)量的要求高時(shí)，必須使用截止波導(dǎo)通風(fēng)板（蜂窩板），否則不能兼顧屏蔽盒通風(fēng)量的要求。面板孔屏蔽當(dāng)設(shè)備需要安裝表頭、顯示器時(shí)應(yīng)對(duì)面板孔加以屏蔽，以保證屏蔽的完整性。較好的方法為在表頭或顯示器的后方設(shè)置屏蔽罩。屏蔽罩通過導(dǎo)電襯墊與金屬面板連接，通過屏蔽罩的進(jìn)出線設(shè)置穿心電容。測(cè)試孔屏蔽若盒壁較薄，可用具有彈性的按釘堵住調(diào)節(jié)孔，若盒壁較厚，可以直接孔內(nèi)攻扣，再用螺釘堵住。面板各種接口屏蔽面板開孔如網(wǎng)口、USB口、VGA口等，當(dāng)這些接口貼上面板時(shí)，存在各種縫隙，為此可采用導(dǎo)電橡膠或?qū)щ娨r墊等。小結(jié)本文從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮了電子設(shè)備機(jī)箱如何降低干擾，主要分析了屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。除此之外濾波、接地和屏蔽是密不可分的。所以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，要結(jié)合電路設(shè)計(jì)人員一起規(guī)劃設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)備工作的可靠性和穩(wěn)定性。參考文獻(xiàn)王健石?電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[J].北京：電子工業(yè)出版社，2002.區(qū)健昌?呂英華?電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)[J].北京：電子工