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时间:2018-12-07
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1、实用标准文案电箱的EMC设计【摘 要】EMC设计是电箱设计中的重要环节。本文依据EMC的基本原理,综合考虑了屏蔽材料、屏蔽方式、缝隙和孔的处理等诸多因素,结合机械加工的手段和工艺,对电箱EMC的结构设计方法进行分析和探讨。【关键词】电箱;电磁屏蔽;结构设计1.引言随着科学技术的迅速发展,现代各种电子、电气、信息设备的数量和种类越来越多,性能越来越先进,其使用场合和数量密度也越来越高。这就使得电箱在工作时常受到各种电磁干扰,包括自身干扰和来自其它设备的干扰,同时也对其它设备产生干扰[1]。在这种情况下,要保证设备在各种复杂的电磁环境中正常工作,则在结构设计阶段就必
2、须认真考虑电磁兼容性设计。如果忽视了这一问题,到新产品使用时,干扰问题就会暴露出来。因此及早地解决电磁干扰问题是电箱结构设计时必须考虑的重要环节。2.理论基础EMC(ElectromagneticCompatibility)设计:电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是:系统或
3、设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他系统和设备造成干扰。电子设备结构中常见的电磁干扰方式主要有传导干扰和辐射干扰两种,传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(ElectromagneticCompatibility)。电磁兼容性EMC标
4、准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。3.电磁兼容EMC设计的目的电磁兼容EMC设计的目的就是想办法使自己设计或生产的电箱产生各种干扰信号的幅度符合别人的要求;同时还要想办法让自己设计或生产的电箱在受到其它电子设备产生干扰的情况下还能正常工作。因此,EMC标准一般都是强制性的。防止电箱产生传导干扰和辐射干扰最好的方法,是采用金属机壳对电磁场进行屏蔽,以及对电源输入电路用变压器进行隔离,并且还要对变压器也进行静电感应和磁感应屏蔽。但由于金属机壳比较笨重,并且成本很高,另外50周的电源变压器体积很大,并且对其进行静
5、电感应和磁感应屏蔽也比较麻烦。因此,这两种方法只有一些要求特别高的场合才会使用,例如:精密测试仪表,对于一般的普通电器设备,目前已很少使用。4.电磁兼容EMC设计的方法考虑到电磁干扰方式,因此电磁兼容EMC设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地等。4.1屏蔽精彩文档实用标准文案电磁屏蔽是利用金属板、网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减小电磁能量传播所采取的一种结构措施。常用的方法有静电屏蔽,磁屏蔽和电磁屏蔽。电子设备结构设计人员在着手电磁兼容性设计时,必须根据产品所提出的抗干扰要求进行有针对性的电磁屏蔽设计。屏蔽通常有静电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽三种。4.2滤波电路中的干扰信
6、号常常通过电源线、信号线、控制线等进入电路造成干扰,所以对公用电源线及通过干扰环境的导线一般均要设置滤波电路。4.3接地接地问题在电磁兼容性设计中也是一个极其重要的问题,正确的接地方法可以减少或避免电路间的互相干扰。根据不同的电路可用不同的接地方法。通常组合单元电路接地有串联一点接地、并联一点接地和多点接地三种方式。整机接地方式也是保障产品电磁兼容性的主要措施之一。由于其功能不同,故电路差别甚大,接地状况也不大相同。一般常用的方法是:将模拟电路、数字电路与壳体分开,各自独立接地,避免相互间的干扰,最后三地合一接入大地,这种方式较好地抑制了电磁噪声,减少了数字信号
7、和模拟信号之间的干扰。1.电箱EMC的结构设计[2]现代电动汽车上的电箱有电源线、信号线、控制线等的穿入及穿出以及散热用的通风孔等,同时电箱也是由多个零件组合而成,各部分的连接处难免有泄漏。如何抑制电磁能从上述因素中泄漏,就成了电磁兼容性的关键。在这里仅介绍几种结构设计中比较简单可行的方法:5.1缝隙的屏蔽缝隙指的是连接后要拆卸的,如电箱上下盖和箱体的连接缝,这类连接通常用螺钉来紧固。这类情形增加屏蔽效能的途径如下:(1)增加缝隙深度,也就是增加箱体与盖板的配合宽度。(2)在结合处加入导电衬垫或者提高结合面的加工精度,即减少缝隙长度。一般比较经济的办法是在接合面
8、安装导电衬垫。这样既可以
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