電子設(shè)備結(jié)構(gòu)與電磁兼容優(yōu)化設(shè)計

張銅 白宗旭 李佳

摘 要：電磁兼容性在電子設(shè)備中占有重要的地位，電磁干擾直接影響到設(shè)備能否可靠的工作。電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣可能對產(chǎn)品產(chǎn)生重要的影響，關(guān)系到產(chǎn)品的整體性能的好壞。通過對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計可以提高電子設(shè)備電磁兼容能力，使產(chǎn)品變得更為可靠。本文主要對電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計中的電磁兼容性進行詳細的研究分析，總結(jié)出一些科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計方法，促進電子設(shè)備的安全高效使用。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)備結(jié)構(gòu);電磁兼容;優(yōu)化設(shè)計

0 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)電子設(shè)備自主研制效果已變得越來越好，對電磁兼容的設(shè)計要求也越來越高。在產(chǎn)品設(shè)計時，結(jié)構(gòu)設(shè)計師更加關(guān)注電子設(shè)備結(jié)構(gòu)本身的力學(xué)性能、散熱能力，對電磁兼容性能關(guān)注較少，行業(yè)內(nèi)業(yè)缺少通用的解決方案。隨著我國電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越多，電子技術(shù)促進了電子設(shè)備的開發(fā)和設(shè)計，電子設(shè)備的工作頻段變得越來越寬，但是由于電子設(shè)備內(nèi)部的電磁環(huán)境復(fù)雜，這就需要對產(chǎn)品或裝備的電磁兼容性進行優(yōu)化設(shè)計。本文重點研究電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其電磁兼容的優(yōu)化設(shè)計方案，讓電子設(shè)備能夠更好的適應(yīng)不同條件下的電磁環(huán)境，從而使電子設(shè)備能夠更加高效、穩(wěn)定的運行。

1 電磁兼容的概念

（1）概念。電磁兼容簡單來講就是說當(dāng)電子設(shè)備處于正常工作的時候，設(shè)備內(nèi)部或外部的復(fù)雜電路會對設(shè)備某些部分產(chǎn)生電磁干擾。而電磁兼容良好是指設(shè)備在內(nèi)外部存在電磁工作的環(huán)境下不會對本身設(shè)備產(chǎn)生影響，仍舊能夠正常工作。這就要充分考慮電磁兼容影響，保證電子設(shè)備的運行工作效率。

（2）電磁兼容三要素。電磁干擾是由電磁干擾源、傳播途徑、敏感設(shè)備著三個方面組合產(chǎn)生。同理，要規(guī)避相關(guān)問題，也需要我們能具體分析這三個方面的原因，切斷或盡量阻隔其連接途徑或存在方式，盡可能的將要素的影響力降低或消除，從而實現(xiàn)較好的電磁兼容性，使設(shè)備較好的運轉(zhuǎn)。

2 電磁兼容研究的意義

如今人們的生活之中，處處存在著電子設(shè)備，電子設(shè)備的正常運行，是與電磁兼容分不開的。電子設(shè)備已經(jīng)成為我們生活一個不可替代的工具，所以如果電子設(shè)備出現(xiàn)了任何的差錯，就會導(dǎo)致各行各業(yè)的損失，也會對電子行業(yè)產(chǎn)生巨大的負面影響，阻礙行業(yè)的正常發(fā)展。因此，在研發(fā)電子產(chǎn)品時，要慎重、全面評估電磁兼容的產(chǎn)生可能性、規(guī)避方法和容差設(shè)計，利用預(yù)計分析或仿真評估手段來研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，從而有效規(guī)避電磁干擾風(fēng)險，提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。我們期望達到的最理想狀態(tài)，應(yīng)該做到即使有足夠量的外在或內(nèi)在電子設(shè)備同時工作，我們關(guān)注的設(shè)備依然能較好的保持良好性能工作。而減輕電磁干擾的措施中，可以合理的接地和電磁屏蔽，將外界的干擾進行引導(dǎo)和消除，將電磁干擾傳導(dǎo)到地面，避免電子設(shè)備相互之間的影響等。

3 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)中電磁兼容的優(yōu)化設(shè)計

在電子、電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常用的規(guī)避措施主要有：采用隔離濾波設(shè)計，實現(xiàn)良好的接地環(huán)境，做好電磁干擾屏敝設(shè)計，三維合理工藝設(shè)計布局等。

3.1 濾波設(shè)計

電磁濾波就是指通過壓縮信號回路進而來控制和影響電磁兼容的方法，在使用電磁濾波的時候可以充分的抑制外界的干擾因子，也可以有效的控制干擾源譜分量對電子設(shè)備的影響。電磁濾波可以減輕電磁的干擾的原理是它可以濾掉干擾信號中一些特殊的波段頻率。所以，可以充分利用這一點，在電子設(shè)備設(shè)計中加入對于電磁濾波的使用。每一個電子設(shè)備在使用的過程中都會產(chǎn)生一些比較強的干擾信號，而這些干擾信號就會沿著電路和信號線等途徑對整個電路造成極大的影響。應(yīng)用電磁濾波的時候也要充分的考慮所有濾波器裝置是否連接成功，只有正確、完整的電磁濾波才能優(yōu)化電磁兼容，提升電路的整體運行水平。

3.2 接地設(shè)計

接地技術(shù)也是電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個重要的技術(shù)，將信號源和電源進行的回路進行結(jié)合。電磁兼容的核心就是運用接地技術(shù)來減輕電磁干擾。在利用的時候要注意接地操作的標準，接地的方式和接地點都是會對電子設(shè)備的運行產(chǎn)生影響。要將電子設(shè)備的金屬外殼通過導(dǎo)體連接到地保障安全和效率。因為接地技術(shù)可以阻礙外界電磁的干擾，所以將電子設(shè)備的機殼連接到地，向地面釋放電荷，防止電壓過大產(chǎn)生漏電，提高電磁兼容，對電子設(shè)備進行有效的保護。

3.3 屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計

電磁屏蔽就是對多個電子設(shè)備之間利用金屬導(dǎo)體進行屏蔽，讓整個電磁場和電磁波都得到控制，使得每一個電子設(shè)備都相互獨立。

結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該選取導(dǎo)電性能優(yōu)越的金屬材料如鋁合金、銅、鋼等，在碳纖維中鋪設(shè)銅網(wǎng)，也能達到一定的電磁屏蔽效果。然而，具體的屏蔽效果與材料厚度、搭接、接地方法有關(guān)。機箱、機柜等結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在設(shè)計時，需嚴格考慮接縫的處理，盡可能減少縫隙，嚴格控制結(jié)合面的加工精度、平整度等，必要時可采取增加導(dǎo)電橡膠條或?qū)щ娨r墊方式。對于模塊、組件級產(chǎn)品，也可以采用激光封焊或采取導(dǎo)電膠填充縫隙等方式進行結(jié)構(gòu)屏蔽。

4 結(jié)語

綜上所述，電子設(shè)備在不斷的進行完善和發(fā)展，而電子設(shè)備相互之間的電磁兼容也變成了行業(yè)考慮的重點。電子設(shè)備正常運行的前提就是電磁兼容，因此在電子設(shè)計的時候要考慮到這一點，提高設(shè)備之間的電磁兼容。目前電子行業(yè)在這方面的設(shè)計中還存在著許多的難點和局限性，需要更完善的設(shè)計和逐漸摸索，根據(jù)實際的需求來設(shè)計電路，選擇實現(xiàn)合理的實現(xiàn)電磁兼容的方法，提高電子設(shè)備運行的效率。

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