电子设备结构设计的电磁兼容对策论文

电子设备结构设计的电磁兼容对策论文

　　摘要：:电子设备在各行各业的发展过程中起到关键作用,是一种必不可少的基础设施。因此,相关人员必须重视对电子设备运行环境的构建,并加强电子设备结构设计,提高电子设备的电磁兼容性。本文从电子设备兼容的基本原理出发,分析了当前电子设备结构设计中的常见问题,并以实现良好的电磁兼容为目的,探讨有效的电子设备结构设计措施。

　　关键词：:电子设备；结构设计；电磁兼容

　　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电子设备兼容的基本内涵

　　电子设备在运行过程中,需要保证电磁兼容,当实现良好的电磁兼容时,说明该电子设备整体处于稳定的运行状态中。电磁兼容指的是电子设备运行过程中,各个运行线路不会出现应用电子设备正常运行的电磁。电磁兼容时,电力系统中的电子设备、电子线路等也能够独立运行而不彼此干扰,能够保证电力系统中各个环节功能的正常发挥。且各个电子设备还能够互相支持,形成稳定高效的电力系统。当电子设备不兼容时,说明电子设备在运行过程中出现了电磁干扰,从而不能正常运行。因此,电磁兼容情况的好坏一定程度上等同于电子设备是否能够正常发挥效益。在众多行业和领域都存在电子设备,对于较为复杂的电力系统而言,其面对的电磁环境更为复杂,因而会产生较大的电磁干扰,对于这种电力系统而言,更要重视电子设备结构设计过程中的电磁兼容,确保采用恰当的处理手段,降低电磁对电力系统的干扰,实现各个电子设备构成部分的平衡与稳定。

　　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

　　在设计屏蔽设备时,常见的问题是电接触设计不合理,且在选择屏蔽设备材料时,没有严格按照标准进行,导致屏蔽设备质量不合格。在具体的设计过程中,还存在没有合理的设置设备机箱缝隙的屏蔽设备等现象,从整体上影响了屏蔽设备的抗干扰能力。

　　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接地设计存在的问题

　　在进行电子设备的接地设计时,设计人员常见的问题是常常忽略电子设备接地设计的重要性,接地保护做的不到位,导致无法获得较高的接地设计水平,不利于电子设备的稳定运行。

　　3电子设备结构设计时保障电磁兼容的有效对策

　　3.1PCB设计对策

　　设计人员要确保设计出合理的PCB尺寸,在此基础上,不断完善PCB的自身性能,包括抗噪和抗串扰等。PCB的设计还要关注PCB板的布局,在连接高频元器件时,要尽量将连线缩短。其次,还要对电路各功能单位的位置进行合理的布置,确保布局合理,以实现信号向着同一个方向流通。在设计元器件参数时,要按照参数标准对PCB元器件进行有序排列。元器件的设计还涉及到布局设计,此时应该尽量实现电路元器件的集成设计,使其连接合理,促进电磁兼容。

　　3.2屏蔽设计对策

　　屏蔽设备多种元器件的组合,在设计时,要尽量实现元器件合理的电接触,衡量电接触是否合理的关键在于接触电阻的大小,要尽量降低接触电阻。在屏蔽设备设计过程中,要关注屏蔽材料的选择,选择的材料应具有较高的电阻和导电率。导电率较高的材料能够有效的增强材料的抗电磁干扰的能力。设备机箱中会有缝隙,也要注意对其进行屏蔽设置。常用的处理设备机箱缝隙的措施是在机箱缝隙结合面处粘贴带背胶的铍青铜簧片。在电子设备的屏蔽设计过程中,还常常借用相关的介质来实现对电磁的有效阻隔,这种介质的使用常常能够达到减少电磁干扰的功效。选择介质时,要关注介质对电磁波的吸收能力,常用的为吸收能力较高的金属介质。实践证明,这种介质能够很好地阻隔电磁干扰。根据以往的工程案例可知,在屏蔽设计过程中,设计人员常常使用的屏蔽手段为磁屏蔽和电屏蔽。这两种屏蔽手段对应的是不同的,要根据实际的工程情况选择合理的屏蔽方式。

　　3.3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。

　　3.4接地设计对策

　　接地设计的重点在于选择合适的接地点,设计出科学性较高的电路组合接地方案。大部分工程在接地设计中,采用的都是多点就近的接地方式,这种接地方式的优势在于能够减少接地点间的电位差,降低电磁干扰的影响。要严格的控制接地线和接地面的直流搭接阻抗,一般要处在小于2.5mW的范围内,在这个范围内时,接地保护的电气连接则是十分可靠的。接地设计还应该关注接地面的处理,确保接地面的材料设备具有较好的抗氧化和抗腐蚀性能。在接地设计中,需要关注关键设备的接地设计工作,主要是电子设备板的接地设计,同时还要在接地设计过程中关注电磁兼容设计。要选择尽可能粗的接地线,接地线的选择要根据PCB板的特定电流大小来决定,一般情况下要选择能够通过三倍与PCB板的特定电流的接地线。在部分工程中,可能会大量的使用铜箔来铺设地线,此时设计人员要借助较粗的导线将同种功能的电路铜连接在一起,以有效的降低噪音。在接地设计中,要确保分开设置数字地线和模拟地线,当遇到低频率的电路时,其接地方式常为单点和并联。在接地布线过程中,常用的布置方式为先部分串联、后并联,接地则是最后一个步骤。当遇到高频电路时,串联接地是最常用的方式,且一般选择短粗型的接地线。且要将铜箔设置在高频元器件四周。所有的接地设计都要确保接地线形成一个闭环电路。

　　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。

　　4结语

　　经过上述的分析可知,在电子设备结构设计过程中,应该做好的工作较为繁杂。但是鉴于电子设备是一种需要长期运行的设备,必须要把握住设计重点,即要电子设备自身的质量和设备间的连接质量,要确保控制好可能影响电子设备运行质量的因素,包括运行环境、操作人员等,不断提高设计方案的科学性,并控制各种干扰因素,确保电磁兼容。在电子设备结构设计过程中,设计人员要从保证电磁兼容出发,分析电子设备结构设计过程中的常见问题以及电磁兼容现状,在此基础上,实现对电子设备中的PCB、屏蔽设备、接地设备、电源保护等设计,确保每一个结构设计环节的质量,从而实现各个电子设备间的电磁兼容,提高电力系统整体的运行质量。

　　参考文献

　　[1]邓少文.电子设备结构设计中的电磁兼容研究[J].无线互联科技,2017,(16):102-103.

　　[2]陈达波.电气电子设备结构设计方法分析[J].电脑迷,2017,(07):140-141.

　　[3]刘敏辉.电子设备结构设计中CAD技术的应用[J].电脑迷,2017,(5):42.

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