電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的電磁兼容對策論文

　　摘要：:電子設(shè)備在各行各業(yè)的發(fā)展過程中起到關(guān)鍵作用,是一種必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。因此,相關(guān)人員必須重視對電子設(shè)備運行環(huán)境的構(gòu)建,并加強電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高電子設(shè)備的電磁兼容性。本文從電子設(shè)備兼容的基本原理出發(fā),分析了當前電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題,并以實現(xiàn)良好的電磁兼容為目的,探討有效的電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計措施。

　　關(guān)鍵詞：:電子設(shè)備；結(jié)構(gòu)設(shè)計；電磁兼容

　　電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行離不開電子設(shè)備的支持,在電子設(shè)備運行過程中,存在多個可能會對電子設(shè)備的正常運行產(chǎn)生干擾的因素,尤其是在當前的市場發(fā)展環(huán)境下,人們對電子設(shè)備的運行質(zhì)量提出了更高的要求,也就意味著必須實現(xiàn)高質(zhì)量的電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的兼容。基于此,電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員必須加強對電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計中電磁兼容設(shè)計的研究與實踐,并不斷總結(jié)經(jīng)驗,提高電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計水平。

　　1電子設(shè)備兼容的基本內(nèi)涵

　　電子設(shè)備在運行過程中,需要保證電磁兼容,當實現(xiàn)良好的電磁兼容時,說明該電子設(shè)備整體處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)中。電磁兼容指的是電子設(shè)備運行過程中,各個運行線路不會出現(xiàn)應(yīng)用電子設(shè)備正常運行的電磁。電磁兼容時,電力系統(tǒng)中的電子設(shè)備、電子線路等也能夠獨立運行而不彼此干擾,能夠保證電力系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)功能的正常發(fā)揮。且各個電子設(shè)備還能夠互相支持,形成穩(wěn)定高效的電力系統(tǒng)。當電子設(shè)備不兼容時,說明電子設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)了電磁干擾,從而不能正常運行。因此,電磁兼容情況的好壞一定程度上等同于電子設(shè)備是否能夠正常發(fā)揮效益。在眾多行業(yè)和領(lǐng)域都存在電子設(shè)備,對于較為復雜的電力系統(tǒng)而言,其面對的電磁環(huán)境更為復雜,因而會產(chǎn)生較大的電磁干擾,對于這種電力系統(tǒng)而言,更要重視電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的電磁兼容,確保采用恰當?shù)奶幚硎侄?降低電磁對電力系統(tǒng)的干擾,實現(xiàn)各個電子設(shè)備構(gòu)成部分的平衡與穩(wěn)定。

　　2電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計電磁兼容設(shè)計存在的問題

　　2.1PCB設(shè)計存在的問題

　　PCB是電子設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備,在PCB設(shè)計過程中,常見的問題是尺寸設(shè)計不規(guī)范、PCB板和元器件設(shè)計不合理等。這些問題的存在都會影響PCB設(shè)備的綜合性能的穩(wěn)定發(fā)揮,且在設(shè)計過程中,PCB設(shè)計會遇到較多的參數(shù),若不能全面、精確的對參數(shù)進行考慮與計算,就無法得到科學性的PCB設(shè)計方案,很可能影響PCB設(shè)備與其他電子設(shè)備之間的電磁兼容性。

　　2.2屏蔽設(shè)計存在的問題

　　在設(shè)計屏蔽設(shè)備時,常見的問題是電接觸設(shè)計不合理,且在選擇屏蔽設(shè)備材料時,沒有嚴格按照標準進行,導致屏蔽設(shè)備質(zhì)量不合格。在具體的設(shè)計過程中,還存在沒有合理的設(shè)置設(shè)備機箱縫隙的屏蔽設(shè)備等現(xiàn)象,從整體上影響了屏蔽設(shè)備的抗干擾能力。

　　2.3濾波設(shè)計存在的問題

　　濾波設(shè)計中需要全面的考慮設(shè)備性能,但是在實際的設(shè)計過程中,設(shè)計人員常常無法做到全面掌控設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)計環(huán)節(jié),導致無法在濾波設(shè)計過程中對電磁干擾源進行有效的切斷,常出現(xiàn)電磁干擾現(xiàn)象。

　　2.4接地設(shè)計存在的問題

　　在進行電子設(shè)備的接地設(shè)計時,設(shè)計人員常見的問題是常常忽略電子設(shè)備接地設(shè)計的重要性,接地保護做的不到位,導致無法獲得較高的接地設(shè)計水平,不利于電子設(shè)備的穩(wěn)定運行。

　　3電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計時保障電磁兼容的有效對策

　　3.1PCB設(shè)計對策

　　設(shè)計人員要確保設(shè)計出合理的PCB尺寸,在此基礎(chǔ)上,不斷完善PCB的自身性能,包括抗噪和抗串擾等。PCB的設(shè)計還要關(guān)注PCB板的布局,在連接高頻元器件時,要盡量將連線縮短。其次,還要對電路各功能單位的位置進行合理的布置,確保布局合理,以實現(xiàn)信號向著同一個方向流通。在設(shè)計元器件參數(shù)時,要按照參數(shù)標準對PCB元器件進行有序排列。元器件的設(shè)計還涉及到布局設(shè)計,此時應(yīng)該盡量實現(xiàn)電路元器件的集成設(shè)計,使其連接合理,促進電磁兼容。

　　3.2屏蔽設(shè)計對策

　　屏蔽設(shè)備多種元器件的組合,在設(shè)計時,要盡量實現(xiàn)元器件合理的電接觸,衡量電接觸是否合理的關(guān)鍵在于接觸電阻的大小,要盡量降低接觸電阻。在屏蔽設(shè)備設(shè)計過程中,要關(guān)注屏蔽材料的選擇,選擇的材料應(yīng)具有較高的電阻和導電率。導電率較高的材料能夠有效的增強材料的抗電磁干擾的能力。設(shè)備機箱中會有縫隙,也要注意對其進行屏蔽設(shè)置。常用的處理設(shè)備機箱縫隙的措施是在機箱縫隙結(jié)合面處粘貼帶背膠的鈹青銅簧片。在電子設(shè)備的屏蔽設(shè)計過程中,還常常借用相關(guān)的介質(zhì)來實現(xiàn)對電磁的有效阻隔,這種介質(zhì)的使用常常能夠達到減少電磁干擾的功效。選擇介質(zhì)時,要關(guān)注介質(zhì)對電磁波的吸收能力,常用的為吸收能力較高的金屬介質(zhì)。實踐證明,這種介質(zhì)能夠很好地阻隔電磁干擾。根據(jù)以往的工程案例可知,在屏蔽設(shè)計過程中,設(shè)計人員常常使用的屏蔽手段為磁屏蔽和電屏蔽。這兩種屏蔽手段對應(yīng)的是不同的,要根據(jù)實際的工程情況選擇合理的屏蔽方式。

　　3.3濾波設(shè)計對策

　　在濾波設(shè)計中,設(shè)計人員要想真正的實現(xiàn)電磁兼容,需要對沿導線傳播的干擾源進行阻斷。改善濾波設(shè)備性能的常用措施是使用組合型濾波器,一般采用兩個電容器和一個電感器組成的π型濾波器。這種濾波器在使用過程總能夠發(fā)揮消除電路間的耦合的功效。常用的提高電磁兼容水平的濾波設(shè)計對策是組合差模和共模濾波單元,實現(xiàn)對電流的有效抑制和高頻段噪聲的降低,從而改善電子設(shè)備的綜合性能。

　　3.4接地設(shè)計對策

　　接地設(shè)計的重點在于選擇合適的接地點,設(shè)計出科學性較高的電路組合接地方案。大部分工程在接地設(shè)計中,采用的都是多點就近的接地方式,這種接地方式的優(yōu)勢在于能夠減少接地點間的電位差,降低電磁干擾的影響。要嚴格的控制接地線和接地面的直流搭接阻抗,一般要處在小于2.5mW的范圍內(nèi),在這個范圍內(nèi)時,接地保護的電氣連接則是十分可靠的。接地設(shè)計還應(yīng)該關(guān)注接地面的處理,確保接地面的材料設(shè)備具有較好的抗氧化和抗腐蝕性能。在接地設(shè)計中,需要關(guān)注關(guān)鍵設(shè)備的接地設(shè)計工作,主要是電子設(shè)備板的接地設(shè)計,同時還要在接地設(shè)計過程中關(guān)注電磁兼容設(shè)計。要選擇盡可能粗的接地線,接地線的選擇要根據(jù)PCB板的特定電流大小來決定,一般情況下要選擇能夠通過三倍與PCB板的特定電流的接地線。在部分工程中,可能會大量的使用銅箔來鋪設(shè)地線,此時設(shè)計人員要借助較粗的導線將同種功能的電路銅連接在一起,以有效的降低噪音。在接地設(shè)計中,要確保分開設(shè)置數(shù)字地線和模擬地線,當遇到低頻率的電路時,其接地方式常為單點和并聯(lián)。在接地布線過程中,常用的布置方式為先部分串聯(lián)、后并聯(lián),接地則是最后一個步驟。當遇到高頻電路時,串聯(lián)接地是最常用的方式,且一般選擇短粗型的接地線。且要將銅箔設(shè)置在高頻元器件四周。所有的接地設(shè)計都要確保接地線形成一個閉環(huán)電路。

　　3.5電源保護設(shè)計

　　電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行離不開電源的支持,電源能否正常啟動關(guān)乎到電力系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量。因此,設(shè)計人員要做好電源保護設(shè)計,電源保護設(shè)計的內(nèi)容包括過壓力保護、緩啟動保護、欠壓報警以及過流保護等。有的電源的電路板為印制,對于這種電源,有效的保護措施為采用適當軟度的保險絲實現(xiàn)過流保護,這樣做的目的在于當電路電流較大時,電源也能夠正常啟動,并保證過流安全。在電源保護設(shè)計過程中,還要做好電容保護設(shè)計,對電容進行保護的目的在于避免保險絲熔斷對其他元器件正常工作的影響,保護電容的常用方式為輸入電壓,這種方式經(jīng)實踐證明是一種高效、直接的電容保護方式,輸入電壓的部位是元器件,要密切關(guān)注保險絲的狀況,及時的更換出現(xiàn)問題的保險絲。在保護電源的過程中,還要做好對元器件的保護設(shè)計,要在元器件中加入電管、壓敏的電阻等,這樣做的目的在于實現(xiàn)對配電線路和地電位之間的過壓保護,在安裝電壓和壓敏電阻之后,能夠?qū)崿F(xiàn)配電路和地電位之間的等電位連接,從而實現(xiàn)過壓保護。

　　4結(jié)語

　　經(jīng)過上述的分析可知,在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,應(yīng)該做好的工作較為繁雜。但是鑒于電子設(shè)備是一種需要長期運行的設(shè)備,必須要把握住設(shè)計重點,即要電子設(shè)備自身的質(zhì)量和設(shè)備間的連接質(zhì)量,要確�？刂坪每赡苡绊戨娮釉O(shè)備運行質(zhì)量的因素,包括運行環(huán)境、操作人員等,不斷提高設(shè)計方案的科學性,并控制各種干擾因素,確保電磁兼容。在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,設(shè)計人員要從保證電磁兼容出發(fā),分析電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的常見問題以及電磁兼容現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對電子設(shè)備中的PCB、屏蔽設(shè)備、接地設(shè)備、電源保護等設(shè)計,確保每一個結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)的質(zhì)量,從而實現(xiàn)各個電子設(shè)備間的電磁兼容,提高電力系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量。

　　參考文獻

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