论电子设备结构中的EMC设计

2018-04-16广州海格通信集团股份有限公司潘志科黄志通

电子世界 2018年16期

广州海格通信集团股份有限公司李浩潘志科黄志通

前言

在通信技术以及电子技术的发展基础上，电子设备的结构也越来越复杂，当前电子设备结构主要由屏蔽系统、接地系统、滤波以及PCB构成，作为一综合设备，电子设备的综合性能往往十分强大，而且功能也具有多元化的特征，在电子设备的内部也具有复杂化的特征，因此这也增加了电子设备结构设计与管理的难度，在电子设备与管理中如果出现问题以及故障，会影响工作进度甚至会影响电子设备的工作效率。因此在当前电子设备的结构设计中必须进一步优化，通过优化设计来提高电子设备性能。

1.电子设备电磁干扰源分析

在电子设备的运行中往往会受到众多因素的影响，不仅仅包括内部因素，还包括外部因素，因此在设计的过程当中必须充分考虑这些因素，通过设计来提高设备运行水平。

1.1 内部干扰

电子设备内部干扰源主要是针对电子设备内部的各个元器件而言，由于内部元器件之间的相互作用和相互干扰，从而会影响设备运行。比如若元器件发生漏电就会导致无线信号出现耦合的情形，最终在导线之间的体现通过互感引起电子设备内部干扰。而且如果电子设备中的元器件长时间工作，还会出现发热的情形影响电子设备稳定性。

1.2 外部干扰

在电子设备的运行当中还会受到外部的干扰，比如外部电源等，如果这些设备出现绝缘漏电的情况，就会对电子设备产生极大干扰。在外部因素对电子设备的干扰以及影响之下，会导致设备的参数发生变化，进而影响设备的正常运行。

2.电子设备结构电磁兼容设计的目的

在当今发展与进步当中，电磁干扰因素逐渐增多，要保证电子设备的稳定运行，必须要保证电磁兼容，电磁兼容能力的强弱决定了电子设备不受电磁干扰能力的强弱，较强的电磁兼容能力能够保证电子设备具有抗电磁干扰能力，对于电子设备的性能也有极大的保证，电子设备的运行效率也往往较高，对于产业而言往往生产率较好。而且在当前行业发展与建设当中，电子设备被广泛应用于不同的行业以及领域，电子设备的质量直接决定了行业的稳定发展情况，因此为保证产业发展必须要充分考虑电磁兼容问题，针对电磁兼容问题进行及时调整处理，保证电子设备正常运行。对于电子设备而言加强电磁兼容设计的主要目的是保证其正常运行，这也是当前电子行业发展的总体趋势。

3.电子设备EMC设计方法概述

电磁兼容设计的主要目的是提高电子设备的抗干扰的能力，保证电子设备在当前复杂的电磁环境中能够正常工作。目前在电子设备的EMC设计中一般采用滤波、屏蔽以及接地等相应措施，下面就常用的EMC设计方法进行简单概述。

3.1 屏蔽

屏蔽主要包括磁屏蔽、电磁屏蔽以及静电屏蔽，一般利用金属板以及金属盒和罩等来作为电子设备的屏蔽体，通过屏蔽体的作用来减小电磁能量的传播。在当前由于电磁波频率的不同一般选用不同的屏蔽材料，对于频率较高的电磁波采用一般金属即可，而对于低频磁场波而言，往往采用导磁率较高的材料。一般磁场波的波阻抗较低，因此在反射损耗方面也往往较小，主要通过吸收损耗来实现电磁波的屏蔽。在电子设备的结构设计中，还需要保证屏蔽层和辐射源的距离在合适范围，尽可能远离来增加发射损耗，而且对于屏蔽层而言应该禁止在辐射源附近存在空洞以及缝隙。

3.2 滤波

在电子设备电磁兼容设计中的滤波而言主要通过设置滤波电路实现，通过滤波电路对干扰环境进行控制控制，过滤干扰信号，使干扰信号不能进入电路，进而保证电子设备的稳定运行不受干扰信号影响。比如在直流电路中由于负载的存在会引起电源噪声，因此可以在直流电路中配置相应的去耦电容，能够进行滤波，很好的一直因为负载而产生的电源噪声。

3.3 接地

通过科学合理的接地能够最大限度的减少电路间的相互影响和干扰。一般对于电子设备中的不同电路和不同组成部分，需要分开，进行独立接地，这样能够有效避免不同部分以及不同电路之间的相互干扰和影响，最终能够抑制电磁噪声，对于模拟电路和数字电路、机壳而言通过分开接地有效避免了数字信号和模拟信号之间的相互干扰。

4.电子设备结构中的EMC设计要点

电子设备结构中的EMC设计主要是希望通过电磁兼容设计优化来抑制不同影响因素对电子设备的影响与干扰，根据电子设备结构的EMC设计方法往往采用缝隙屏蔽、开关、指示灯屏蔽以及通风孔屏蔽等方法来进行设计。

4.1 缝隙的屏蔽

在电子设备当中必然会存在不同的缝隙，包括电子设备的箱体外壳以及盖板等，要想实现电磁兼容屏蔽设计，就需要增加缝隙深度，对于箱体和盖板而言，只需要增加两者配合的配合宽度即可；另外在缝隙的结合处还可以通过提高结合面的加工精度的方法来减少缝隙长度；在缝隙的结合处涂抹导电涂料，也能够实现缝隙屏蔽的作用；通过减小缝隙结合处的螺钉间距也具有良好的效果。

4.2 通风孔的屏蔽

为保持电子设备的良好性能，也必然需要在电子设备当中设置相应的通风孔，在电子设备结构的EMC设计中必须要增加通风孔的屏蔽设计。首先，比较简单的通风孔的屏蔽方法是在通风孔的窗口上覆盖金属丝；其次是可以更改通风孔的材料，采用穿孔金属板作为通风孔可以实现屏蔽；另外还可以采用截止波导式通风窗来作为通风孔进行屏蔽。

4.3 表头孔的屏蔽

为实时了解电子设备的运行状况，一般还在电子设备机箱上配备相应指示参数的表头，为安装表头需要配备相应尺寸的孔，不可避免的会在这些孔中泄露电磁能量。为实现电磁兼容设计，需要进行表头孔的屏蔽。可以在表头的背面增加附加屏蔽，并且需要考虑缝隙屏蔽，在面板和附加屏蔽体之间增加导电衬垫来减少缝隙，通过引线将干扰信号旁路到地实现表头孔屏蔽。另外还可以在表头孔的表面增加相应的导线玻璃实现表头孔的屏蔽，在导电玻璃的使用中还必须保证其和面板有良好的接触，为保证良好接触还往往增加导电衬垫实现。对于导电玻璃而言往往对于高频磁场以及低频磁场均具有良好的屏蔽作用。

4.4 开关、指示灯的屏蔽

对于电子设备的开关以及指示灯而言，也需要进行屏蔽。在电子设备当中比较常见的开关主要有良好总，一种是按钮开关，另一种是钮子开关，针对这两种不同的开关也往往采用不同的屏蔽方法。首先对于按钮开关可以通过附加屏蔽罩的方式来进行屏蔽防泄漏。对于牛子开关可以在面板和开关端间增加导电衬垫来配备防泄漏安装结构。最后对于指示灯的屏蔽而言，往往在灯罩上覆盖导电玻璃实现。

4.5 显示屏的屏蔽

在电子设备当中一般均需要配备显示屏来保证电子设备的可视化，但是对于电子设备的阴极射线管而言，其开口处存在电磁泄露的风险问题，因此需要对显示屏的阴极射线管进行屏蔽，一般增加屏蔽罩并将其和机箱连成一体即可，增加导电衬垫，保证电气连续性。一般的显示屏值需要采用铁磁性材料作为屏蔽罩材料即可，但是目前对信息安全性的要求越来越高，为防止信息的泄露必须进一步加强对显示屏的屏蔽。