電子裝置結構設計的電磁相容對策論文
摘要：:電子裝置在各行各業的發展過程中起到關鍵作用,是一種必不可少的基礎設施。因此,相關人員必須重視對電子裝置執行環境的構建,並加強電子裝置結構設計,提高電子裝置的電磁相容性。本文從電子裝置相容的基本原理出發,分析了當前電子裝置結構設計中的常見問題,並以實現良好的電磁相容為目的,探討有效的電子裝置結構設計措施。
關鍵詞：:電子裝置；結構設計；電磁相容
電力系統的穩定執行離不開電子裝置的支援,在電子裝置執行過程中,存在多個可能會對電子裝置的正常執行產生干擾的因素,尤其是在當前的市場發展環境下,人們對電子裝置的執行質量提出了更高的要求,也就意味著必須實現高質量的電子裝置結構的相容。基於此,電子裝置結構的設計人員必須加強對電子裝置結構設計中電磁相容設計的研究與實踐,並不斷總結經驗,提高電子裝置結構的整體設計水平。
1電子裝置相容的基本內涵
電子裝置在執行過程中,需要保證電磁相容,當實現良好的電磁相容時,說明該電子裝置整體處於穩定的執行狀態中。電磁相容指的是電子裝置執行過程中,各個執行線路不會出現應用電子裝置正常執行的電磁。電磁相容時,電力系統中的電子裝置、電子線路等也能夠獨立執行而不彼此干擾,能夠保證電力系統中各個環節功能的正常發揮。且各個電子裝置還能夠互相支援,形成穩定高效的電力系統。當電子裝置不相容時,說明電子裝置在執行過程中出現了電磁干擾,從而不能正常執行。因此,電磁相容情況的好壞一定程度上等同於電子裝置是否能夠正常發揮效益。在眾多行業和領域都存在電子裝置,對於較為複雜的電力系統而言,其面對的電磁環境更為複雜,因而會產生較大的電磁干擾,對於這種電力系統而言,更要重視電子裝置結構設計過程中的電磁相容,確保採用恰當的處理手段,降低電磁對電力系統的干擾,實現各個電子裝置構成部分的平衡與穩定。
2電子裝置結構設計電磁相容設計存在的問題
2.1PCB設計存在的問題
PCB是電子裝置中的關鍵裝置,在PCB設計過程中,常見的問題是尺寸設計不規範、PCB板和元器件設計不合理等。這些問題的存在都會影響PCB裝置的綜合性能的穩定發揮,且在設計過程中,PCB設計會遇到較多的引數,若不能全面、精確的對引數進行考慮與計算,就無法得到科學性的PCB設計方案,很可能影響PCB裝置與其他電子裝置之間的電磁相容性。
2.2遮蔽設計存在的問題
在設計遮蔽裝置時,常見的問題是電接觸設計不合理,且在選擇遮蔽裝置材料時,沒有嚴格按照標準進行,導致遮蔽裝置質量不合格。在具體的設計過程中,還存在沒有合理的設定裝置機箱縫隙的遮蔽裝置等現象,從整體上影響了遮蔽裝置的抗干擾能力。
2.3濾波設計存在的問題
濾波設計中需要全面的考慮裝置效能,但是在實際的設計過程中,設計人員常常無法做到全面掌控裝置的關鍵設計環節,導致無法在濾波設計過程中對電磁干擾源進行有效的切斷,常出現電磁干擾現象。
2.4接地設計存在的問題
在進行電子裝置的接地設計時,設計人員常見的問題是常常忽略電子裝置接地設計的重要性,接地保護做的不到位,導致無法獲得較高的接地設計水平,不利於電子裝置的穩定執行。
3電子裝置結構設計時保障電磁相容的有效對策
3.1PCB設計對策
設計人員要確保設計出合理的PCB尺寸,在此基礎上,不斷完善PCB的自身效能,包括抗噪和抗串擾等。PCB的設計還要關注PCB板的佈局,在連線高頻元器件時,要儘量將連線縮短。其次,還要對電路各功能單位的位置進行合理的佈置,確保佈局合理,以實現訊號向著同一個方向流通。在設計元器件引數時,要按照引數標準對PCB元器件進行有序排列。元器件的設計還涉及到佈局設計,此時應該儘量實現電路元器件的整合設計,使其連接合理,促進電磁相容。
3.2遮蔽設計對策
遮蔽裝置多種元器件的組合,在設計時,要儘量實現元器件合理的電接觸,衡量電接觸是否合理的關鍵在於接觸電阻的大小,要儘量降低接觸電阻。在遮蔽裝置設計過程中,要關注遮蔽材料的選擇,選擇的材料應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。裝置機箱中會有縫隙,也要注意對其進行遮蔽設定。常用的處理裝置機箱縫隙的措施是在機箱縫隙結合面處貼上帶背膠的鈹青銅簧片。在電子裝置的遮蔽設計過程中,還常常借用相關的介質來實現對電磁的有效阻隔,這種介質的使用常常能夠達到減少電磁干擾的功效。選擇介質時,要關注介質對電磁波的吸收能力,常用的為吸收能力較高的金屬介質。實踐證明,這種介質能夠很好地阻隔電磁干擾。根據以往的工程案例可知,在遮蔽設計過程中,設計人員常常使用的遮蔽手段為磁遮蔽和電遮蔽。這兩種遮蔽手段對應的是不同的`,要根據實際的工程情況選擇合理的遮蔽方式。
3.3濾波設計對策
在濾波設計中,設計人員要想真正的實現電磁相容,需要對沿導線傳播的干擾源進行阻斷。改善濾波裝置效能的常用措施是使用組合型濾波器,一般採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揮消除電路間的耦合的功效。常用的提高電磁相容水平的濾波設計對策是組合差模和共模濾波單元,實現對電流的有效抑制和高頻段噪聲的降低,從而改善電子裝置的綜合性能。
3.4接地設計對策
接地設計的重點在於選擇合適的接地點,設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計中,採用的都是多點就近的接地方式,這種接地方式的優勢在於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,一般要處在小於2.5mW的範圍內,在這個範圍內時,接地保護的電氣連線則是十分可靠的。接地設計還應該關注接地面的處理,確保接地面的材料裝置具有較好的抗氧化和抗腐蝕效能。在接地設計中,需要關注關鍵裝置的接地設計工作,主要是電子裝置板的接地設計,同時還要在接地設計過程中關注電磁相容設計。要選擇儘可能粗的接地線,接地線的選擇要根據PCB板的特定電流大小來決定,一般情況下要選擇能夠透過三倍與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地線,此時設計人員要藉助較粗的導線將同種功能的電路銅連線在一起,以有效的降低噪音。在接地設計中,要確保分開設定數字地線和模擬地線,當遇到低頻率的電路時,其接地方式常為單點和並聯。在接地佈線過程中,常用的佈置方式為先部分串聯、後並聯,接地則是最後一個步驟。當遇到高頻電路時,串聯接地是最常用的方式,且一般選擇短粗型的接地線。且要將銅箔設定在高頻元器件四周。所有的接地設計都要確保接地線形成一個閉環電路。
3.5電源保護設計
電力系統的穩定執行離不開電源的支援,電源能否正常啟動關乎到電力系統整體的執行質量。因此,設計人員要做好電源保護設計,電源保護設計的內容包括過壓力保護、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製,對於這種電源,有效的保護措施為採用適當軟度的保險絲實現過流保護,這樣做的目的在於當電路電流較大時,電源也能夠正常啟動,並保證過流安全。在電源保護設計過程中,還要做好電容保護設計,對電容進行保護的目的在於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,要密切關注保險絲的狀況,及時的更換出現問題的保險絲。在保護電源的過程中,還要做好對元器件的保護設計,要在元器件中加入電管、壓敏的電阻等,這樣做的目的在於實現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後,能夠實現配電路和地電位之間的等電位連線,從而實現過壓保護。
4結語
經過上述的分析可知,在電子裝置結構設計過程中,應該做好的工作較為繁雜。但是鑑於電子裝置是一種需要長期執行的裝置,必須要把握住設計重點,即要電子裝置自身的質量和裝置間的連線質量,要確保控制好可能影響電子裝置執行質量的因素,包括執行環境、操作人員等,不斷提高設計方案的科學性,並控制各種干擾因素,確保電磁相容。在電子裝置結構設計過程中,設計人員要從保證電磁相容出發,分析電子裝置結構設計過程中的常見問題以及電磁相容現狀,在此基礎上,實現對電子裝置中的PCB、遮蔽裝置、接地裝置、電源保護等設計,確保每一個結構設計環節的質量,從而實現各個電子裝置間的電磁相容,提高電力系統整體的執行質量。
參考文獻
[1]鄧少文.電子裝置結構設計中的電磁相容研究[J].無線互聯科技,2017,(16):102-103.
[2]陳達波.電氣電子裝置結構設計方法分析[J].電腦迷,2017,(07):140-141.
[3]劉敏輝.電子裝置結構設計中CAD技術的應用[J].電腦迷,2017,(5):42.