論電子設備結構中的EMC設計

廣州海格通信集團股份有限公司 李 浩 潘志科 黃志通

前言

在通信技術以及電子技術的發展基礎上，電子設備的結構也越來越復雜，當前電子設備結構主要由屏蔽系統、接地系統、濾波以及PCB構成，作為一綜合設備，電子設備的綜合性能往往十分強大，而且功能也具有多元化的特征，在電子設備的內部也具有復雜化的特征，因此這也增加了電子設備結構設計與管理的難度，在電子設備與管理中如果出現問題以及故障，會影響工作進度甚至會影響電子設備的工作效率。因此在當前電子設備的結構設計中必須進一步優化，通過優化設計來提高電子設備性能。

1.電子設備電磁干擾源分析

在電子設備的運行中往往會受到眾多因素的影響，不僅僅包括內部因素，還包括外部因素，因此在設計的過程當中必須充分考慮這些因素，通過設計來提高設備運行水平。

1.1 內部干擾

電子設備內部干擾源主要是針對電子設備內部的各個元器件而言，由于內部元器件之間的相互作用和相互干擾，從而會影響設備運行。比如若元器件發生漏電就會導致無線信號出現耦合的情形，最終在導線之間的體現通過互感引起電子設備內部干擾。而且如果電子設備中的元器件長時間工作，還會出現發熱的情形影響電子設備穩定性。

1.2 外部干擾

在電子設備的運行當中還會受到外部的干擾，比如外部電源等，如果這些設備出現絕緣漏電的情況，就會對電子設備產生極大干擾。在外部因素對電子設備的干擾以及影響之下，會導致設備的參數發生變化，進而影響設備的正常運行。

2.電子設備結構電磁兼容設計的目的

在當今發展與進步當中，電磁干擾因素逐漸增多，要保證電子設備的穩定運行，必須要保證電磁兼容，電磁兼容能力的強弱決定了電子設備不受電磁干擾能力的強弱，較強的電磁兼容能力能夠保證電子設備具有抗電磁干擾能力，對于電子設備的性能也有極大的保證，電子設備的運行效率也往往較高，對于產業而言往往生產率較好。而且在當前行業發展與建設當中，電子設備被廣泛應用于不同的行業以及領域，電子設備的質量直接決定了行業的穩定發展情況，因此為保證產業發展必須要充分考慮電磁兼容問題，針對電磁兼容問題進行及時調整處理，保證電子設備正常運行。對于電子設備而言加強電磁兼容設計的主要目的是保證其正常運行，這也是當前電子行業發展的總體趨勢。

3.電子設備EMC設計方法概述

電磁兼容設計的主要目的是提高電子設備的抗干擾的能力，保證電子設備在當前復雜的電磁環境中能夠正常工作。目前在電子設備的EMC設計中一般采用濾波、屏蔽以及接地等相應措施，下面就常用的EMC設計方法進行簡單概述。

3.1 屏蔽

屏蔽主要包括磁屏蔽、電磁屏蔽以及靜電屏蔽，一般利用金屬板以及金屬盒和罩等來作為電子設備的屏蔽體，通過屏蔽體的作用來減小電磁能量的傳播。在當前由于電磁波頻率的不同一般選用不同的屏蔽材料，對于頻率較高的電磁波采用一般金屬即可，而對于低頻磁場波而言，往往采用導磁率較高的材料。一般磁場波的波阻抗較低，因此在反射損耗方面也往往較小，主要通過吸收損耗來實現電磁波的屏蔽。在電子設備的結構設計中，還需要保證屏蔽層和輻射源的距離在合適范圍，盡可能遠離來增加發射損耗，而且對于屏蔽層而言應該禁止在輻射源附近存在空洞以及縫隙。

3.2 濾波

在電子設備電磁兼容設計中的濾波而言主要通過設置濾波電路實現，通過濾波電路對干擾環境進行控制控制，過濾干擾信號，使干擾信號不能進入電路，進而保證電子設備的穩定運行不受干擾信號影響。比如在直流電路中由于負載的存在會引起電源噪聲，因此可以在直流電路中配置相應的去耦電容，能夠進行濾波，很好的一直因為負載而產生的電源噪聲。

3.3 接地

通過科學合理的接地能夠最大限度的減少電路間的相互影響和干擾。一般對于電子設備中的不同電路和不同組成部分，需要分開，進行獨立接地，這樣能夠有效避免不同部分以及不同電路之間的相互干擾和影響，最終能夠抑制電磁噪聲，對于模擬電路和數字電路、機殼而言通過分開接地有效避免了數字信號和模擬信號之間的相互干擾。

4.電子設備結構中的EMC設計要點

電子設備結構中的EMC設計主要是希望通過電磁兼容設計優化來抑制不同影響因素對電子設備的影響與干擾，根據電子設備結構的EMC設計方法往往采用縫隙屏蔽、開關、指示燈屏蔽以及通風孔屏蔽等方法來進行設計。

4.1 縫隙的屏蔽

在電子設備當中必然會存在不同的縫隙，包括電子設備的箱體外殼以及蓋板等，要想實現電磁兼容屏蔽設計，就需要增加縫隙深度，對于箱體和蓋板而言，只需要增加兩者配合的配合寬度即可；另外在縫隙的結合處還可以通過提高結合面的加工精度的方法來減少縫隙長度；在縫隙的結合處涂抹導電涂料，也能夠實現縫隙屏蔽的作用；通過減小縫隙結合處的螺釘間距也具有良好的效果。

4.2 通風孔的屏蔽

為保持電子設備的良好性能，也必然需要在電子設備當中設置相應的通風孔，在電子設備結構的EMC設計中必須要增加通風孔的屏蔽設計。首先，比較簡單的通風孔的屏蔽方法是在通風孔的窗口上覆蓋金屬絲；其次是可以更改通風孔的材料，采用穿孔金屬板作為通風孔可以實現屏蔽；另外還可以采用截止波導式通風窗來作為通風孔進行屏蔽。

4.3 表頭孔的屏蔽

為實時了解電子設備的運行狀況，一般還在電子設備機箱上配備相應指示參數的表頭，為安裝表頭需要配備相應尺寸的孔，不可避免的會在這些孔中泄露電磁能量。為實現電磁兼容設計，需要進行表頭孔的屏蔽。可以在表頭的背面增加附加屏蔽，并且需要考慮縫隙屏蔽，在面板和附加屏蔽體之間增加導電襯墊來減少縫隙，通過引線將干擾信號旁路到地實現表頭孔屏蔽。另外還可以在表頭孔的表面增加相應的導線玻璃實現表頭孔的屏蔽，在導電玻璃的使用中還必須保證其和面板有良好的接觸，為保證良好接觸還往往增加導電襯墊實現。對于導電玻璃而言往往對于高頻磁場以及低頻磁場均具有良好的屏蔽作用。

4.4 開關、指示燈的屏蔽

對于電子設備的開關以及指示燈而言，也需要進行屏蔽。在電子設備當中比較常見的開關主要有良好總，一種是按鈕開關，另一種是鈕子開關，針對這兩種不同的開關也往往采用不同的屏蔽方法。首先對于按鈕開關可以通過附加屏蔽罩的方式來進行屏蔽防泄漏。對于牛子開關可以在面板和開關端間增加導電襯墊來配備防泄漏安裝結構。最后對于指示燈的屏蔽而言，往往在燈罩上覆蓋導電玻璃實現。

4.5 顯示屏的屏蔽

在電子設備當中一般均需要配備顯示屏來保證電子設備的可視化，但是對于電子設備的陰極射線管而言，其開口處存在電磁泄露的風險問題，因此需要對顯示屏的陰極射線管進行屏蔽，一般增加屏蔽罩并將其和機箱連成一體即可，增加導電襯墊，保證電氣連續性。一般的顯示屏值需要采用鐵磁性材料作為屏蔽罩材料即可，但是目前對信息安全性的要求越來越高，為防止信息的泄露必須進一步加強對顯示屏的屏蔽。

4.6 電源線的屏蔽

前面在電子設備結構的電磁兼容方法中提到，可以通過濾波的方式實現兼容，對于電源線而言可以在電源線中增加電源濾波器，經過濾波處理之后才能夠引入機箱。

5.結論

為保證電子設備的功能以及穩定性，需要充分考慮電子設備結構的電磁兼容問題，通過科學合理的電磁兼容設計，能夠滿足電子設備的可靠性和穩定性要求，保證電子設備的高品質。