浅析电子设备结构设计中的电磁兼容

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电路中的电磁兼容性如何保证

电路中的电磁兼容性如何保证

电路中的电磁兼容性如何保证在当今高度电气化和信息化的时代,电路系统在各个领域中都扮演着至关重要的角色,从消费电子设备到工业控制系统,从通信网络到航空航天领域。

然而,随着电路的复杂度不断增加,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称 EMC)问题也日益凸显。

电磁兼容性是指电气设备或系统在其电磁环境中能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

如果不能有效地保证电路中的电磁兼容性,可能会导致设备故障、数据错误、通信中断甚至是安全隐患。

那么,如何才能保证电路中的电磁兼容性呢?要理解如何保证电磁兼容性,首先需要了解电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称 EMI)的产生和传播机制。

电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种类型。

传导干扰是通过电路中的导线、电缆等导体传播的干扰信号,例如电源线上的噪声。

辐射干扰则是通过空间以电磁波的形式传播的干扰信号,例如天线发射的电磁波。

在电路设计阶段,合理的布局和布线是保证电磁兼容性的基础。

对于集成电路,应该尽量减小电路的环路面积,因为环路面积越大,越容易接收外部的电磁干扰,同时也越容易向外辐射电磁能量。

在印制电路板(PCB)设计中,要将高速数字电路和模拟电路分开布局,以避免数字信号对模拟信号的干扰。

同时,要合理安排电源和地线的布线,减小电源线和地线上的阻抗,从而降低电源噪声。

元件的选择也对电磁兼容性有着重要的影响。

在选择集成电路时,要优先选择具有低噪声、低辐射特性的芯片。

对于无源元件,如电阻、电容和电感,要选择具有良好电磁兼容性性能的型号。

例如,在高频电路中,应该使用表面贴装的电容和电感,而不是引线式的元件,因为引线会增加寄生电感和电容,从而影响电路的性能。

滤波技术是抑制电磁干扰的有效手段之一。

电源滤波器可以有效地滤除电源线上的噪声,保证电源的纯净。

信号滤波器则可以用于滤除特定频率的信号,防止干扰信号进入或传出电路。

某车载电子设备的电磁兼容结构设计

某车载电子设备的电磁兼容结构设计
面 板 导电 布 按 C 键P B板 硅肢键 攮按
图 1用户机 的整体布局 3设备壳体的 电磁屏蔽设计 . 电磁屏蔽设计 的关键 , 是要保证 屏蔽体的导 电连续性 , 即整个 屏蔽 体必须是一个完整 的、 连续 的导 电体 。 该机箱壳体采用高导电率的铝合 金材 料制成 , 并经 导 电氧化 处理 , 使其能 够长期保持 良好 的导 电性 能。 设备壳体与盖板之 间的接触 面采 用导电橡胶绳 ,以消除缝 隙上 的不连 续点 , 形成可靠 的电气搭接 。针对不 同的泄漏形式 , 该机箱在结构 上主 要采取 了以下具体措施 : 31 . 机箱接缝处的屏蔽 般情况下 , 屏蔽机箱上不同部分的结合处不可能完全接触 , 只能
图 4显示屏的电磁屏蔽示 意图 3 . 5电缆连接器屏蔽 由于高频连接器与机壳 的接触 阻抗 比较大 ,使得屏蔽 电缆 的传导 发射变大 , 了防止 由此引起 的辐射超标 , 为 对电缆屏蔽层与连接器 圆周 进行导 电连接 。 在连接器与屏蔽体之间安装导电衬垫 , 使之具有 良好的 电接触性能 , 有效地控制该处的缝隙泄漏。 4电源的电磁 屏蔽 . 该设备的 电源输入插 座采 用带 滤波的电源插座 ,( 下转第 3 7 ) 8页
的危险性 。 由狭缝 屏蔽结构 的屏蔽 效能估算 公式 知 :E 2 1 ( L 2 . t ) S = 0 g /) 7 (L, o s + 2/ 其中 s E是屏 蔽效 能 ;是 电磁波 的波长 ; 是狭缝 的长度 ;是屏蔽层 的 s L t 厚度 。当 L增大时 , 屏蔽效能就 会降低 ; t 大时 , 当 增 屏蔽效 能就会提
1 引 言 .
电磁兼容性是指各种设备在 同一 环境 中能各 自正常 的工作 ,即各 个设备不会因为其它设备的 电磁干扰 而降低性能 ,也不会因产生 电磁 波而使其它设 备性能降低。 电磁兼容问题存在三个要素 : 电磁干扰源 , 合途径和敏感源 。因 耦 此, 产品的电磁兼 容性问题也要采取有针对性 的措施来 解决 : 控制干扰 源的发射 , 抑制干扰信号的传播 和提高产 品的抗 干扰能力 。 电磁屏蔽技 术是实现电磁兼容技术的主要措施之一 , 通过使用 导电材料 , 电磁干 将 扰源封 闭, 使其不 向外 发射干扰信号 , 或者 向外 发射 的信号影 响很小 , 不影响其它设备 工作 。 2. 备的电磁兼容结构形式 设 电子设备 主要 由印制板 与结构件组成 ,该设备 的主要 干扰源为电 源模块 、 高频模块 和数字模块产 生的电磁辐射 , 敏感性部件 为印制板模 块。 电磁干扰 主要通过传导 、 辐射和耦合进行传播。 为了提高屏蔽效能 , 就 要尽量使各屏蔽板保持 电气 的连 续性 , 安排好各部分 电路接 地 , 以便 控制各部分 电路之间 的干扰 和从 机壳的辐射泄露 ;而要实现产 品不干 扰其它产 品, 还要切断 电磁干扰 的耦合途径。 根据各部分 电路之 间的连接关 系 以及散热和维修等 因素 ,确定的 机箱整体布局如 图 1 所示 图 中, 印制板上的高频电路模块单独设 计屏 蔽盒 , 考虑机箱空 间 , 将高频 电路部分安置 在电源印制板 的右边 , 电源 印制板布置在机箱后部 ; 数字 电路 印制 板布置在机箱的 中间 ; 在机箱 电 源入 口处采取滤波和屏蔽措施 , 屏蔽盒 与机壳 之间保持 良好 的电接触 ; 前面板上布置指示灯 、 显示屏和键盘 ; 后面板上布置各种类 型的插 座。

电磁兼容设计(简介)解读

电磁兼容设计(简介)解读

抑制措施:在集电极加一个阻容去耦电路,使电源对信号 呈现低阻抗,如图7-17,Cd是并联的去耦电容(一般是 电解电容器),Zd是串联的阻抗。Cd对信号的阻抗应很小。 Zd应足够大以保证电源为恒流源。
②、功率放大器电路接地回路上的电流比较大,也会对其 他电路产生干扰(通过公共接地回路耦合)。 抑制措施:对于低频电路采用单点接地,如图7- 17 中所示。 2、调谐放大器 调谐输出级功率放大器抑制 干扰的方法如图7-18所示,分 析方法与功率放大器相似。
131.6 1016 f 2 AI E sin r V /m
7 1
其中:f是信号电流的频率(Hz), A是环路的面积(m2),I 是信号电流强度(A),r是观察点到环路中心的距离,θ 是r与环路平面的夹角。可以看出,减小信号环路差模辐射 的有效方法是减小环路的面积。 不同逻辑电路所允许的最 大环路面积如表7-1所示。
高的瞬态感应电压, ui L 引起电弧放电,产生电磁 dt 干扰。 2、继电器产生的干扰 继电器中有线圈和铁芯,电感比较大,电流突然切断 产生的瞬态感应电压,可达电源电压的10~20倍,会在接 触处产生电弧放电,引起传导干扰和辐射干扰。触点闭合 时,会发生反弹断开,再闭合……,反复几次,也会产生 干扰,在数字电路中会引起数据的错误。 3、控制措施,几种常用的电弧抑制电路,图7-9。 ①、电阻型 K断开,产生感应电动势,LR电路中出现阻尼衰减振 荡
1、电容法,图7-10 ①、C1:跨接在电动机的两根电源线上,滤除火花放电产 生的高频干扰。 ②、整个电动机被屏蔽,电源线穿过机壳处安装穿心电容, 一方面可以进一 步滤除高频干扰, 另一方面也可增 强屏蔽效果。 电容法中,C1, C2,C3均采用无感电 容器,引线要尽量短, 抑制作用约为20dB。

电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路

电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路

电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指电子设备在相互干扰和和外界电磁环境下能够正常工作的能力。

在电子产品的设计中,抗干扰和抗辐射电路的设计是确保电子设备在各种电磁环境下能够稳定运行的重要因素。

本文将讨论电路电磁兼容性设计中如何设计抗干扰和抗辐射电路。

一、抗干扰电路设计抗干扰电路设计是为了减少电子设备对外界电磁噪声的敏感度,防止其发生故障或误操作。

以下是几种常见的抗干扰电路设计方法:1. 电源线滤波器:通过在电源输入端添加滤波电路,能够滤除掉电源线上的高频噪声,减小对电子设备的影响。

2. 地线设计:良好的接地设计可以有效地抑制干扰信号的传播,例如通过增加接地电感和接地电容,形成低阻抗的接地路径。

3. 屏蔽设计:在电路板的设计中,使用屏蔽罩或金属层来遮蔽电子设备内部的干扰源,从而降低对周围环境的干扰。

4. 布线设计:合理的布线可以减少信号间的串扰,例如将高频信号线和低频信号线分开布置,避免相互干扰。

5. 过压保护设计:在电路中添加适当的过压保护电路,可以避免由于外界电磁干扰引起的过压情况,保护电子设备的正常工作。

二、抗辐射电路设计抗辐射电路设计是为了减少电子设备对外界电磁辐射的敏感度,防止其自身辐射对其他设备和系统造成干扰。

以下是几种常见的抗辐射电路设计方法:1. 圆孔规则:根据电磁波波长和孔洞尺寸之间的关系,设计合理大小的圆孔,使其具有较好的屏蔽性能。

2. 接地设计:良好的接地设计可以有效地将电磁辐射信号导入地面,减小辐射功率。

3. 电磁辐射滤波器:通过添加辐射滤波器,限制高频电流在电路中的传播,减少辐射发射。

4. 屏蔽设计:在电路板设计中增加屏蔽层或屏蔽导线,使电磁辐射局限在设备内部,减少对外界的辐射。

5. 地面平面分割:通过将地面平面划分为小的分区,降低不同分区之间电荷的流动速度,减小辐射功率。

三、电路模拟与仿真为了更好地评估电路的电磁兼容性性能,可以使用电磁仿真软件对电路进行模拟和仿真。

医疗设备的电磁兼容性设计和测试要求

医疗设备的电磁兼容性设计和测试要求

医疗设备的电磁兼容性设计和测试要求随着科技的发展,现代医疗设备在诊断、治疗和监测等方面起着重要作用。

然而,这些设备的电磁兼容性问题也引起了人们的关注。

不适当的电磁兼容性可能导致设备故障、数据传输错误甚至危及患者的生命安全。

因此,医疗设备的设计和测试中的电磁兼容性要求非常重要。

本文将探讨医疗设备的电磁兼容性设计和测试要求。

一、电磁兼容性设计要求1. 设备设计和布局医疗设备的设计和布局要考虑其电磁兼容性。

首先,设备内部的电子元件应合理布置,避免电磁干扰。

其次,设备的电源和信号线应进行适当的屏蔽和过滤,以防止外部干扰的影响。

此外,医疗设备的机械结构也要合理设计,以减少振动、共振和电磁波的反射和传播。

2. 设备的电磁辐射和抗扰度医疗设备在工作时会产生一定的电磁辐射。

为了防止这些辐射对周围设备或人体产生不良影响,设计师需要根据相关标准规定的辐射限值进行设计。

此外,医疗设备也需要具备一定的抗扰度,以便在外部电磁干扰下正常工作。

3. 地线和接地系统地线和接地系统在医疗设备的电磁兼容性设计中起着重要作用。

设计师应确保设备的地线连接可靠,并采取适当的接地措施,以减少电磁干扰。

二、电磁兼容性测试要求1. 辐射测试医疗设备的辐射测试是评估设备电磁辐射水平的重要手段。

辐射测试通常通过在规定距离内测量设备产生的电场强度或磁场强度来完成。

测试结果需满足相关标准的要求。

2. 抗扰度测试医疗设备的抗扰度测试是评估设备在外部电磁干扰下正常工作能力的测试。

常见的抗扰度测试包括电压暂降/中断、瞬态电压、射频场和电磁放射等。

测试结果需满足相应标准的要求。

3. 传导测试医疗设备的传导测试是评估设备对于传导路径上的电磁干扰的抵抗能力。

传导路径可能是电源线、信号线、地线等。

传导测试通常采用模拟电磁干扰源,测量设备在不同频率下的传导干扰抑制能力。

三、其他注意事项1. 标准合规性医疗设备的电磁兼容性设计和测试要求需要符合国家和国际标准的要求。

设计师和测试人员应熟悉相关标准,并确保设备在设计和测试过程中符合标准要求。

电气工程中的电磁兼容性问题分析与解决方案

电气工程中的电磁兼容性问题分析与解决方案

电气工程中的电磁兼容性问题分析与解决方案引言电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是现代电气工程中一个关键的技术领域。

由于电气设备数量的迅速增加和不断发展的通信技术,电磁兼容性问题已成为制约电气设备性能和稳定性的重要因素。

本文将分析电气工程中的电磁兼容性问题,并探讨解决这些问题的有效方法。

电磁兼容性问题分析1.电磁辐射电磁辐射是指电气设备在工作过程中产生的电磁场向外部空间辐射的现象。

辐射的电磁场可能干扰周围设备的正常运行,或者干扰无线通信系统。

例如,在医院中,当X射线机器工作时,它的电磁辐射可能会干扰到医疗设备的运行,带来潜在的安全隐患。

2.电磁感应电磁感应是指电气设备受到外部电磁场的影响,在工作过程中产生异常。

这种现象常见于高压电线附近的电子设备。

高压电线产生的电磁场可以产生感应电压和电流,对设备进行电磁干扰。

这种干扰可能导致设备内部电路短路,损坏设备,甚至引发火灾等严重事件。

解决方案1.屏蔽和隔离屏蔽和隔离是解决电磁兼容性问题的有效方法之一。

通过在电气设备周围或内部加装屏蔽材料,可以阻挡电磁辐射和外部电磁场的干扰。

同时,在电路设计中采用合理的线路走向和隔离电源,可以降低电磁感应的影响。

例如,对于医疗设备,可以在设备周围加装屏蔽罩,有效防止X射线的干扰。

2.滤波器和抑制措施滤波器是电气设备中常用的抑制电磁干扰的设备。

通过在设备输入和输出电路上安装滤波器,可以降低电磁噪声的传导。

此外,合理设计接地系统和使用电接触件抑制干扰,也可以有效减少电磁干扰。

3.规范和测试制定规范和标准是解决电磁兼容性问题的基础。

通过制定统一的电磁兼容性测试方法和评估指标,可以规范电气设备的设计和生产过程。

同时,定期进行电磁兼容性测试,对设备进行评估和监控,及时发现和解决潜在的电磁兼容性问题。

实例分析为了更好地理解电磁兼容性问题及其解决方案,我们以手机与医疗设备的干扰问题为例进行分析。

电子设备的一般电磁兼容性设计要求和经验分析


摘要 : 详细分析和探 究了电子设备 的一般 电磁兼容性设计要求与相 关理论 , 并且结合 实际给 出了电子设备 电磁兼容性设
计 的要 求 与 解 决措 施 。
关键词 : 电子设备; 电磁 兼容性; 设计要求 ; 经验 分析 中图分类号: T N 9 5 9 ; T N9 5 7 文献标识码 : A 随着经济 的进步和社会的不断发展 ,对于 电子和 电气工 程师来说,如果仅仅依据理想的状 况来进行 目标功能的确定 以及普通设计是远远不能达到相关要求的,这就需要采取多 种 措 施 进行 新产 品 的研 究 和 开 发 。 这主 要 是 由于 众 多 电子 或

与此同时,它 自身也能够作为骚扰源头来对别 的设备带来干 扰。 此 电子 设 备 的一 般 电磁 兼 容 设 计 具体 而 言 就 是 根 据 电 磁十扰来进j 亍 各项 设计 。其 与 可 靠 性相 同 ,需 要 在 确 保 设 备
或 者 系 统 能 够 电 磁 干扰 的情 况 下 ,仍 然可 以有 效 的可 靠 的 工 作 。为 了达 到 这 一 目的 ,就 需 要 对 相 关 电 子 设备 进 行 电磁 兼 容设计 。 所 谓 的 电磁 兼 容 设计 ,具 体 而 言 就 是产 品符 合 电磁 兼 容
份 重 要 的通 行 证 。 根 据 权 威 机 构 的 统 计 分 析报 告可 以得 知 , 止 匕 没 有 采 取 过 电磁 兼 容 设计 的 电子 、 电气 产 品 , 它们 的其 磁
兼 容性 能指标远远没有符合相关标准和要求 。
l 电磁 兼容设 计概 念
电磁 场 理 论 、 电路 理 论 与信 号 分 析 是 电磁 兼 容 设计 的相 关 理 论 基础 。 具体而言, 其 主 要 包接 地 技 术 、 滤波 和 吸 收 技 术 、

电路中的电磁兼容和抗干扰

电路中的电磁兼容和抗干扰电路中的电磁兼容(EMC)和抗干扰(EMI)是现代电子设备设计和制造中不可忽视的重要因素。

在今天的高频率和高速度通信中,电子设备之间的相互干扰已经成为一个严重的问题。

本文将介绍电磁兼容和抗干扰的概念、原因以及如何有效解决这些问题。

一、概念引言电磁兼容指的是电子设备在同一环境下能够和其他设备无干扰地运行的能力。

而抗干扰则强调了电子设备能够维持正常运行,即使在存在干扰源的情况下也不受影响。

电磁兼容和抗干扰旨在解决电磁干扰对电子设备稳定性和性能的负面影响。

二、电磁干扰的原因电磁干扰主要来源于以下几个方面:1.电源线中的电磁干扰:电源线中的电流波动和高频噪声会通过电源传播到其他电子设备中,引起干扰。

2.无线电干扰:当无线电设备和接收器工作在相近频率时,它们之间可能发生相互干扰。

3.导线间电磁干扰:当导线靠近或交叉时,电流和磁场之间的相互作用可能导致相互干扰。

4.传输线的辐射干扰:在高速传输线(如USB、HDMI等)上,有可能发生电磁泄漏,影响相邻的电子设备。

5.高频设备互相干扰:高频设备之间的相互作用可能导致电磁波的产生和传播,从而造成干扰。

三、电磁兼容和抗干扰的解决方法为了确保设备的正常运行,必须采取一系列措施来提高电磁兼容性和抗干扰能力。

以下是一些有效的方法:1.电磁屏蔽:通过在电子设备外部添加金属屏蔽层,阻挡外界电磁辐射的影响。

2.接地和回线设计:合理的接地设计是保障电子设备正常运行的基础,有效减少电磁干扰。

3.滤波器的应用:在电源线上添加滤波器可以降低电源中的高频噪声,保护设备免受干扰。

4.合理布线和隔离:合理布线可以减少导线间的相互干扰,阻止电磁波的传播。

5.选择合适的组件和设备:选用性能稳定、抗干扰能力强的元器件,降低电磁干扰的产生。

6.EMC测试和认证:在产品设计和生产过程中进行电磁兼容测试和认证,确保产品符合标准。

四、结语电磁兼容和抗干扰是现代电子设备设计和制造中必须关注的问题。

军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术

军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术关键词:GJBI51A-97标准;电磁兼容性;电磁干扰;受测试设备;屏蔽;滤波0 引言近20年来,军工电子设备对于电磁工作环境的兼容性能日益受到重视。

EMC (Electro Magnetic Compatibility)不仅与温度、湿度、振动等并列成为考核军工设备环境适应能力的重要指标,而且对某些军工电子设备来讲,电磁兼容性更是提到了所有各种环境要求中最重要的位置。

这是因为现代军工装备的电子化程度大幅度提高后,军工电子设备的功率谱和频率谱不断向高端和低端两个方向延伸,军工电子设备在海、陆、空各种平台上的安装密集度也大幅增加,导致各电子设备相互之间的电磁干扰(EMI,Electro-Magnetic Interference)问题越来越突出。

因此,要求军工电子设备必须具有规定的电磁兼容能力已成为从事设备设计、生产、使用有关各方的共识。

为了考核军工电子设备的EMC性能,几乎所有的军工电子设备都要求必须通过国家军用标准规定的电磁兼容性试验测试。

因此,近年来有关军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术受到了前所未有的关注。

与其他环境条件的考核要求不同,“电磁兼容性”的检验不仅要考核设备对电磁环境的适应能力,还要考核该设备的存在是否会造成不利于容纳其他设备正常工作的电磁环境。

因此,电磁兼容性试验是双向性的试验,受测试设备(EUT,equipment under test)必须在承受外部电磁干扰和不对外产生电磁干扰两方面同时达标才算合格。

又因为电磁信号能够通过电路传导和空间辐射两种途径产生效应,所以,为使军工电子设备能够在电磁兼容性试验中达标,必须在设备的电子电气系统和机械结构系统两方面协调采取措施。

这些因素决定了电磁兼容性试验相对其他的例行环境试验来说更为复杂,达标也更不容易。

对从事军工电子设备电磁兼容性设计和试验的人员来说,除了要掌握与设备有关的专业知识和必不可少的电磁学、电子学、电工学方面的基础知识以及有关材料科学和结构设计方面的知识外,还必须熟悉有关电磁兼容性试验的军用标准,并尽可能详细地了解各项试验的物理含义及对试验测试的要求等方面的内容。

电磁兼容设计方案

电磁兼容设计方案电磁兼容(EMC)设计方案是为了保证电气设备能够在电磁环境中正常工作而制定的一系列措施。

下面将介绍一个基本的电磁兼容设计方案,以确保电气设备的可靠性和性能。

首先,需要进行全面的电磁环境调研。

通过测量,分析和评估电气设备所处的电磁环境,包括电磁场强度、频谱分布和其他干扰源等。

了解电磁环境对设备的影响,为后续的设计和改进提供依据。

其次,在电路设计中采用合适的电磁屏蔽措施。

包括使用抗干扰电路,提高电路的抗干扰能力。

在电路板布局时,尽量避免高频信号线和低频信号线的交叉,并采用分层布线和差分信号传输方式,减少电磁辐射和敏感性。

同时,在电路板布局和元器件选择中,要考虑到电磁兼容的要求。

合理布局电源和信号线路,减少回路面积和长度。

选择具有良好抗干扰能力的元器件,对于敏感元件,要采取良好的隔离措施。

另外,对电气设备进行合理的屏蔽设计。

可以采用金属壳体、屏蔽罩等方式对设备进行外部屏蔽,阻止外部电磁干扰的进入。

同时,在设计电路板时,合理安排信号和电源线的布局,减少电流回路面积和长度,减少电磁辐射。

此外,进行全面的电磁兼容测试和评估。

通过实验室测试,对电气设备的电磁兼容性进行评估,包括辐射干扰和传导干扰。

根据测试结果,对设备进行必要的改进和优化,确保其在各种电磁环境下能够正常工作。

最后,制定完善的电磁兼容管理策略。

包括制定电磁兼容设计标准和规范,对设备生产过程进行控制,确保每个生产的设备都符合相应的标准要求。

同时,培训和教育工作人员,提高其对电磁兼容问题的认识和处理能力。

综上所述,一个完善的电磁兼容设计方案涉及到电磁环境调研、电路设计和布局、屏蔽设计、兼容性测试和评估以及管理策略等方面。

通过采取合适的措施,可以确保电气设备在各种电磁环境下的可靠性和性能。

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浅析电子设备结构设计中的电磁兼容
为了能够有效地保障电子设备在各个领域中发挥出最大的作用,设计人员在进行这些电子设备的内部结构设时,需要重点考虑电磁兼容这一性能,对此笔者将从电磁兼容的基本概念及电子设备结构设计时保障电磁兼容的有效对策进行详细地阐述,希望这些意见和建议能够为电子设备内部结构设计的优化添加助力。

标签:电子设备;结构设计;电磁兼容
引言
电力系统的稳定运行离不开电子设备的支持,在电子设备运行过程中,存在多个可能会对电子设备的正常运行产生干扰的因素,尤其是在当前的市场发展环境下,人们对电子设备的运行质量提出了更高的要求,也就意味着必须实现高质量的电子设备结构的兼容。

基于此,电子设备结构的设计人员必须加强对电子设备结构设计中电磁兼容设计的研究与实践,并不断总结经验,提高电子设备结构的整体设计水平。

1电磁兼容的概念
所谓电磁兼容就是指在电子设备正常运行状态下,电子线路产生的电磁对电子设备产生电磁干扰。

电子设备结构设计中良好的电磁兼容就是表示电子设备和电子系统,以及电子线路等在电磁环境中都不会受到各自的影响,对电子设备的质量和功能都不会产生影响。

要确保电子设备安全、正常运行,就要在电子设备结构设计中充分考虑电磁兼容的问题,这样才能够提高电子设备运行效率,从而为电子行业以及相关单位的良好发展作贡献。

比如一些军工事业应该要高度重视对电磁兼容的设计,在飞机上就存在着许多电子设备,其电磁环境也是十分复杂,所以也就会产生很大的电磁干扰,一旦这些问题没有处理好就会造成很严重的后果。

由此可见,电子设备结构设计中的电磁兼容是一定要引起高度重视的。

2电子设备结构设计电磁兼容设计存在的问题
2.1PCB设计存在的问题
PCB是电子设备中的关键设备,在PCB设计过程中,常见的问题是尺寸设计不规范、PCB板和元器件设计不合理等。

这些问题的存在都会影响PCB设备的综合性能的稳定发挥,且在设计过程中,PCB设计会遇到较多的参数,若不能全面、精确的对参数进行考虑与计算,就无法得到科学性的PCB设计方案,很可能影响PCB设备与其他电子设备之间的电磁兼容性。

2.2屏蔽设计存在的问题
组合体之间的电接触设计不合理,屏蔽材料选择不到位。

设备机箱缝隙的屏蔽设备设计不到位,制约屏蔽设计水平提升,也难以提高电子设备的抗干扰性能。

2.3滤波设计存在的问题
滤波设计中需要全面的考虑设备性能,但是在实际的设计过程中,设计人员常常无法做到全面掌控设备的关键设计环节,导致无法在滤波设计过程中对电磁干扰源进行有效的切断,常出现电磁干扰现象。

2.4接地设计存在的問题
接地点位置不合理,忽视考虑接地工作需要。

电路组合接地方案不科学,抑制接电干扰措施不到位,降低接电设计水平,对设备运行也带来不利影响。

3电子设备结构设计时保障电磁兼容的有效对策
3.1合理布局
设计人员除了需要考虑电磁滤波、电磁屏蔽、接地技术等技术问题之外,还需要设备内部结构的电缆走线的具体位置,根据这些线路的功能性不同来确定他们的具体位置,在这里设计人员需要重点注意以下几个问题:第一,在进行结构设计时需要将干扰源尽可能地远离敏感性较强的单元结构;第二,该电子设备内部的输入端口应当远离其相对应的输出端口;第三,电压较低的电缆应当远离电压较高的电缆。

设计人员通过对电子设备内部不同的结构进行合理地布局,不仅可以有效地降低电磁干扰对该设备正常运行所产生的损害,同时还能够在很大程度上提高设备的生产效率及质量。

3.2 滤波设计对策
在滤波设计中,设计人员要想真正的实现电磁兼容,需要对沿导线传播的干扰源进行阻断。

改善滤波设备性能的常用措施是使用组合型滤波器,一般采用两个电容器和一个电感器组成的π型滤波器。

这种滤波器在使用过程总能够发挥消除电路间的耦合的功效。

常用的提高电磁兼容水平的滤波设计对策是组合差模和共模滤波单元,实现对电流的有效抑制和高频段噪声的降低,从而改善电子设备的综合性能。

3.3接地设计对策
设计人员在进行电子设备的内部结构设计工作时,还需要科学合理地使用接地技术来进一步加强对电磁干扰的控制,该技术的主要原理是通过将电子设备中的电源信号与电位之间进行相互结合,从而在保障设备运行的安全稳定性的同时也能够有效地对设备所受到的电磁干扰进行防护。

在使用接地技术时,设计人员需要重点注意以下几个问题:第一,技术人员一定在确保设备的金属外壳与地面之间进行有效地连接,这样才能有效地避免因设备内部电荷量的增加而导致设备
出现漏电或者起火等情况的发生,使接地技术发挥出最大的作用,实现电子设备正常运行的防护目标[3];第二,当设备结构设计中融入了接地技术时,设计人员应当综合考虑整个设备中电路的参考电位标准,这是设备运行的重要基础;第三,接地技术还可以在一定程度上为电子设备将雷电所产生的电磁干扰进行隔离,从而进一步实现对电子设备的保护。

3.4电磁屏蔽设计对策
电磁屏蔽就是指对两个不同的空间进行金属隔离,使整个电磁场以及电磁波都能得到有效控制,并且对区域之间的辐射和感应也能相应的控制。

所以在进行设计时要充分利用电磁屏蔽的作用,利用屏蔽物将整个电路以及电子设备都控制起来,从而阻止干扰源的影响。

目前在电子设备中解决此类影响的方法是电磁屏蔽技术,利用电磁屏蔽的作用可以有效促进电磁兼容,从而提高电子设备的质量和效率。

另外,在进行电磁屏蔽时也要注意电磁屏蔽设备的放置,放置时要尽可能地靠近被屏蔽的电子设备,这样才完全发挥其作用。

并且电磁屏蔽板的形状也会影响电磁屏蔽的效果,通过实践表明,最有效的电磁屏蔽板应该是全封闭的金属盒电场。

这种金属盒的材质也要特别注意,只有良性的导体材料才能真正起到屏蔽的作用,比如一些铜、铝等金属,其金属材料的厚度也需要根据实际应用情况来灵活改变。

3.5电源保护设计
电力系统的稳定运行离不开电源的支持,电源能否正常启动关乎到电力系统整体的运行质量。

因此,设计人员要做好电源保护设计,电源保护设计的内容包括过压力保护、缓启动保护、欠压报警以及过流保护等。

有的电源的电路板为印制,对于这种电源,有效的保护措施为采用适当软度的保险丝实现过流保护,这样做的目的在于当电路电流较大时,电源也能够正常启动,并保证过流安全。

在电源保护设计过程中,还要做好电容保护设计,对电容进行保护的目的在于避免保险丝熔断对其他元器件正常工作的影响,保护电容的常用方式为输入电压,这种方式经实践证明是一种高效、直接的电容保护方式,输入电压的部位是元器件,要密切关注保险丝的状况,及时的更换出现问题的保险丝。

在保护电源的过程中,还要做好对元器件的保护设计,要在元器件中加入电管、压敏的电阻等,这样做的目的在于实现对配电线路和地电位之间的过压保护,在安装电压和压敏电阻之后,能够实现配电路和地电位之间的等电位连接,从而实现过压保护。

结束语
总而言之,电磁兼容性在很多电子设备中都具有重要的意义,它不仅可以有效地减弱电磁干扰对设备运行所产生的负面影响,同时还能在很大程度上提高该设备的运行功能特性。

虽然现阶段我国仍然还有很多电子设备在实际运行的过程中会受到电磁干扰的影响而造成生产企业的经济损失,但是相信在相关技术研究人员对其不断地改进和完善下,在不久的将来,设备的电磁兼容性能一定会得到巨大的进步,同时也会为我国电子设备制造行业的发展做出更大的贡献。

参考文献:
[1] 窦木辉.电子设备结构设计中的电磁兼容设计(EMC)[J].电子技术与软件工程,2013(17):155.
[2] 吕景峰,陈玲香.电子设备结构设计中的电磁兼容[J].电子世界,2013(12):163+165.。

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