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0 引言

電子設(shè)備是保證電力系統(tǒng)正常工作的重要基礎(chǔ),主要由PCB?屏蔽系統(tǒng)?接地系統(tǒng)?電源等結(jié)構(gòu)部分組成?隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,電子設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜,功能更加的豐富,這也對(duì)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求?為了保障電子設(shè)備的正常運(yùn)行,必須防止其受到電磁的干擾,因此在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就要對(duì)電磁兼容進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì),不斷的提升整個(gè)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量?

1 電子設(shè)備中電磁兼容設(shè)計(jì)概述

1.1 概念

電磁兼容主要是指當(dāng)電子設(shè)備正常工作的時(shí)候,電子線路當(dāng)中不會(huì)存在影響設(shè)備正常工作的電磁,即不會(huì)發(fā)生電磁干擾?當(dāng)電子設(shè)備處于電磁兼容狀態(tài)時(shí),電子線路?電子設(shè)備等等都不會(huì)受到影響,且彼此之間互不干擾,能夠保證電子設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)?由此可見,電磁兼容性直接影響到了電子設(shè)備的運(yùn)行情況?

1.2 電磁兼容設(shè)計(jì)的必要性

隨著社會(huì)的發(fā)展,電子設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用,因此電子設(shè)備的正常運(yùn)行直接關(guān)系到行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?在電子設(shè)備研發(fā)的過(guò)程中,必須充分的重視電磁兼容設(shè)計(jì),這樣能夠使得電子設(shè)備在復(fù)雜的電磁環(huán)境下也可以正常?穩(wěn)定的工作?電磁兼容設(shè)計(jì)要采用科學(xué)的接地方式?屏蔽方式等等,在最大程度上降低干擾源的影響,從而有效的消除電子設(shè)備中的電磁干擾問(wèn)題?

2 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中電磁兼容設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題

2.1 PCB設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

PCB是電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其質(zhì)量直接影響到了電子設(shè)備的正常應(yīng)用?在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候,存在一系列的問(wèn)題,主要包括:PCB的尺寸規(guī)劃不合理;PCB和相關(guān)的元器件設(shè)計(jì)不科學(xué);沒有對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行充分的考慮等等?因此會(huì)影響到PCB設(shè)備的使用性能及抗干擾能力,同時(shí)不利于電磁兼容性的設(shè)計(jì)?此外,PCB的設(shè)計(jì)需要考慮到很多參數(shù)的設(shè)置,必須精確的設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù),這樣才能設(shè)計(jì)出合理的PCB方案,從而提升PCB和電子設(shè)備之間的電磁兼容性?

2.2 屏蔽設(shè)計(jì)的問(wèn)題

設(shè)備屏蔽設(shè)計(jì)的過(guò)程中,可能會(huì)遇到的問(wèn)題有:電接觸設(shè)計(jì)不科學(xué);屏蔽材料選擇不合理,不符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求,直接影響到屏蔽設(shè)備的質(zhì)量?此外,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,設(shè)備機(jī)箱縫隙的屏蔽設(shè)備不合理也是主要的問(wèn)題之一,不利于提高屏蔽設(shè)備的抗干擾能力?

2.3 濾波設(shè)計(jì)的問(wèn)題

在濾波設(shè)計(jì)過(guò)程中,要綜合考慮設(shè)備的整體性能,但是依然會(huì)存在很多的實(shí)際問(wèn)題,比如,設(shè)計(jì)人員不能全面的考量設(shè)備的整體設(shè)計(jì)性能,因此不能合理的采取方法對(duì)電磁干擾源進(jìn)行切斷,所以不能有效的消除電磁干擾問(wèn)題?

2.4 接地設(shè)計(jì)的問(wèn)題

電子設(shè)備在接地設(shè)計(jì)的過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員往往意識(shí)不到接地設(shè)計(jì)的重要性,導(dǎo)致接地點(diǎn)位置不科學(xué),并且沒有做好接地保護(hù)工作,給電子設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響?此外,電路組合接地方案設(shè)計(jì)不合理,且抑制接電干擾措施沒有做好,從而不利于電子設(shè)備的正常工作?

3 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容設(shè)計(jì)方法

3.1 合理的使用接地技術(shù)

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容設(shè)計(jì)可以合理的使用接地技術(shù),讓電源和信號(hào)提供的回路部分與電位完成有效的結(jié)合?電磁兼容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是通過(guò)接地技術(shù)來(lái)防止電磁干擾現(xiàn)象的出現(xiàn),對(duì)于接地技術(shù)的應(yīng)用,需要遵守相應(yīng)的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),確保接地的安全性?首先,電子設(shè)備使用到的金屬外殼要和地面進(jìn)行連接,從而確保人們的生命以及財(cái)產(chǎn)的安全性,同時(shí)避免發(fā)生靜電損壞等問(wèn)題,提高電子設(shè)備的抗干擾能力?

此外,當(dāng)電子設(shè)備工作的時(shí)候,會(huì)存在靜電等有關(guān)的現(xiàn)象,通過(guò)應(yīng)用接地技術(shù)可以及時(shí)的防止此類問(wèn)題的出現(xiàn)?如圖1所示,在對(duì)電子設(shè)備的電磁兼容進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,使用接地技術(shù)必須了解到電路系統(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)部分存在一個(gè)共同的參考電位,能夠有效的保障電路的順利工作?另外,為了防止電子設(shè)備出現(xiàn)漏電以及火災(zāi)等危險(xiǎn)情況,可以把電子設(shè)備的機(jī)殼進(jìn)行接地設(shè)計(jì),從而避免電荷的釋放,降低電磁干擾的影響?最后,工作接地也是接地技術(shù)的重要應(yīng)用,工作接地的質(zhì)量關(guān)系到了整體的信號(hào),所以在電磁兼容設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要合理的應(yīng)用工作接地方式,從而減少電子設(shè)備之間的電磁干擾?

3.2 電磁濾波方法的應(yīng)用

電磁濾波是影響電磁兼容性的重要部分,主要是壓縮信號(hào)回路產(chǎn)生的,同時(shí)存在頻譜干擾等問(wèn)題?通過(guò)使用電磁濾波,不僅能夠在一定程度上防止干擾源的發(fā)射,而且可以避免干擾源的頻譜分量對(duì)電路?元器件等設(shè)備造成影響?事實(shí)上,電磁波就是可以對(duì)信號(hào)的某些波段頻率完成過(guò)濾操作,從而達(dá)到抑制電磁干擾的目的?所以,在電磁兼容設(shè)計(jì)的過(guò)程中,可以應(yīng)用電磁濾波方法?

當(dāng)電子設(shè)備在工作的時(shí)候,電路中會(huì)形成強(qiáng)烈的干擾信號(hào),并且以電源?信號(hào)線等途徑進(jìn)行傳輸,從而影響到整個(gè)電路的正常工作,所以進(jìn)行電磁濾波是一種有效的?科學(xué)的抑制干擾的方式,進(jìn)而提高電子設(shè)備的安全性?此外,電磁濾波的設(shè)計(jì)也要保證其合理性,經(jīng)常會(huì)使用穿心電容?三端電容等器件,能夠?qū)﹄娐返奶卣鬟M(jìn)行完善?最后,還要保證濾波器設(shè)備和電子設(shè)備的有效連接,當(dāng)電磁濾波電路能夠正常工作時(shí),才可以強(qiáng)化電子設(shè)備的電磁兼容性,保障電力行業(yè)的穩(wěn)定性?

3.3 電磁屏蔽的設(shè)計(jì)

電子設(shè)備和外界的連接界面如圖2所示,主要包括機(jī)殼端口?地線端口?電源線?信號(hào)線等等,需要做好電磁屏蔽設(shè)計(jì)?電磁屏蔽主要指對(duì)不一樣的空間利用金屬隔離,使得電磁場(chǎng)或者電磁波受到合理的控制,同時(shí)控制周圍的輻射?因此在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的電磁兼容設(shè)計(jì)過(guò)程中,要應(yīng)用到電磁屏蔽的優(yōu)勢(shì),通過(guò)屏蔽物將電子設(shè)備進(jìn)行控制,有效的防止干擾源的影響?

首先,科學(xué)的設(shè)計(jì)屏蔽組合體之間的電接觸,進(jìn)行使得電接觸最小?對(duì)于屏蔽材料,要保證其導(dǎo)磁率及導(dǎo)電率較高,并且在此類材料的表面加入高導(dǎo)電率的材料,從而提高其抗干擾性能?此外,要保證電磁屏蔽設(shè)備設(shè)計(jì)的合理性,縮短與電子設(shè)備之間的距離,進(jìn)而提高屏蔽效果?電磁屏蔽板可以使用封閉式的金屬盒電場(chǎng),其導(dǎo)體材料可以選擇銅等材料?最后,機(jī)箱設(shè)計(jì)過(guò)程中,要使用科學(xué)的焊接方式,保證焊縫的平滑性,這樣才能達(dá)到電磁屏蔽的良好效果?

3.4 PCB設(shè)計(jì)方法

第一，在PCB設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要對(duì)PCB尺寸進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),并且進(jìn)一步提升PCB的性能,例如抗干擾能力以及抗噪聲能力等,防止發(fā)生尺寸過(guò)大或者過(guò)小的問(wèn)題,保證PCB設(shè)備充分的發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)?第二,保證PCB布局的合理性?要縮短一些高頻元器件之間的連線,并且確保電路各個(gè)功能器件布置的合理性,從而保證信號(hào)的正常流通?此外,要合理的設(shè)置各個(gè)元器件的參數(shù)指標(biāo),實(shí)現(xiàn)對(duì)PCB器件的有序排列,從而提高設(shè)備的抗干擾能力?第三,元器件布局的科學(xué)性?在對(duì)PCB器件進(jìn)行布局的過(guò)程中,要完成電路元器件的集成設(shè)計(jì),從而提升電子設(shè)備的電磁兼容性?

3.5 電源保護(hù)設(shè)計(jì)

電源是保證電力系統(tǒng)正常工作的重要基礎(chǔ),直接影響到整體電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量,所以,需要做好電源保護(hù)設(shè)計(jì)?電源保護(hù)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有壓力保護(hù)?緩啟動(dòng)保護(hù)?過(guò)流保護(hù)等等?一些電源的電路板是印刷而制的,因此,可以應(yīng)用合理軟度的保險(xiǎn)絲完成過(guò)流保護(hù),這樣就能夠保證當(dāng)電流較大時(shí),電源也可以正常的進(jìn)行工作,同時(shí)保證過(guò)流的安全性?電源保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),電容的保護(hù)設(shè)計(jì)也非常的重要,通過(guò)對(duì)電容進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)能夠防止保險(xiǎn)絲熔斷對(duì)各個(gè)元器件的不利影響?可以采用輸入電壓的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電容的有效保護(hù),在元器件當(dāng)中輸入電壓,同時(shí)對(duì)保險(xiǎn)絲的情況及時(shí)的進(jìn)行觀察,確保其質(zhì)量?除此之外,還要進(jìn)行元器件的保護(hù)設(shè)計(jì)工作,可以在元器件當(dāng)中加入壓敏電阻等等,從而對(duì)配電線路等部分進(jìn)行過(guò)壓保護(hù),完成電路與地電位之間的有效連接,提高電子設(shè)備的使用性能?

4 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容設(shè)計(jì)方法的研究,使我們了解到了,電磁兼容設(shè)計(jì)直接影響到了電子設(shè)備工作的安全性和穩(wěn)定性,需要給與充分的重視?現(xiàn)階段,在電磁兼容設(shè)計(jì)過(guò)程中,還存在著PCB設(shè)計(jì)?屏蔽設(shè)計(jì)?濾波設(shè)計(jì)以及接地設(shè)計(jì)等一系列問(wèn)題,因此,在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,要采取有效的電磁兼容設(shè)計(jì)方法,其中包括合理的使用接地技術(shù)?電磁濾波方法的應(yīng)用?電磁屏蔽的設(shè)計(jì)?PCB設(shè)計(jì)方法以及電源保護(hù)設(shè)計(jì)等等,從而提升電子設(shè)備的工作效率?

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