Chomerics 电磁兼容设计分享

来源:东莞市工搜电子有限公司
发布时间:2018-01-02 10:43:50
电子技术的发展可谓是突飞猛进,新技术,新器件,新产品层出不穷。但是,电磁干扰(EMI)问题一直苦恼着我们的结构和电子设计工程师。电磁兼容(EMC)设计技术是一门综合设计技术,它要求我们的设计工程师对产品的结构,材料,电路设计,PCB设计,微波技术要有相当的了解。否则的话,在后期要解决EMI问题是非常困难的,并且,要花费更多的时间和金钱。

EMC设计需要一个EMC管理部门牵头。针对本公司产品制定一套完整的系统性的EMC设计流程和指导性文件,对产品的每一个重要环节要加以监视并做出具体的设计要求。

一  结构设计


1.结构件材料选择

良好的结构设计能解决70%的电磁干扰问题。我们知道,电磁屏蔽材料是具有导电或导磁特性的。因此,在结构设计时尽量考虑用金属材料或者导电塑料作为产品的外壳,也可以在不导电的塑料外壳内面
喷涂导电胶或者导电漆都是可以的。导电塑料是一种的导电导热塑叫性材料,它是在PC/ABS塑料里面掺入镀镍碳纤微粉末或镀镍石墨粉末形成的混合物。它的电磁屏蔽效能非常的好,重量也非常的轻,是替代金属材料的。全球的屏蔽材料供应商固美丽(Chomerics)已经向市场推出了他们的新产品。在深圳华为,中兴都有应用到他们的产品之中。
2.结构件与结构件之间应该如何衔接

在电磁兼容设计领域细小的间隙能够产生EMI问题,因此,非常有必要强调结构设计当中结构件与结构件之间应该如何衔接。举个例子,两个U型的金属结构件组成一个腔体,接触处为一平面通过螺丝来结合两个U型金属件构成一个腔体,但是,无论如何结合处都会产生间隙问题,除非我们在结合面处追加导电弹性体材料(衬垫)可以解决这个间隙问题而产生的电磁泄露。如果在设计之初,两个导电结构件采用凹型结合面方式是不是可以解决这个问题,我想应该好得多,万一不行,我们还可以在凹槽里面放这为解决问题提供了的设计。全球屏蔽材料供应商固美丽(Chomerics)可提供不同截面形状的弹性体导电橡胶。!
3.显示窗口设计

传统的显示窗口都是用普通的透明的PVC材料罩住显示器件,或者显示器件直接裸露在外面。这样的设计会带来很多EMI和EMS问题。大部分情况是通不过电磁兼容测试标准的(EN55022  and EN55024)
比方说,LCD电视这个显示屏的EMI问题是非常严重的,在电磁兼容设计当中,应该把如何控制电磁波通过显示窗口对外泄露问题加以思考。
4.通风孔设计

通风孔设计是用来给设备散热的。在大功率电源设备结构设计里面应用非常广泛。通常是在金属机箱的外壳上直接打一些孔,这样设计的结果对电磁屏蔽效果不是很好,而且不太安全。如果采用蜂窝通风板来进行设计,这些问题将都会得到解决,并且,屏蔽效果是非常理想的。

二 连接器端口设计


上面讲到EMI结构设计问题,如果能确定你的结构设计是没有问题的,那么,这个EMI问题只能从连接器端口带出来的。这个问题好解决,就是怕找不到路径就麻烦。通常,有经验的电子工程师会在接口旁放置一些滤波电容器或者电感器等,但是,它的滤波效果不是很好,甚至不起作用。世界滤波器和端口滤波连接器供应商SPECTRUM。它的产品非常的丰富,质量可靠。一般能够解决所有的因端口带来的EMI问题。

三 连接电缆的设计


连接电缆是用来连接端口的。一般是端口滤波连接器不能完全解决EMI问题或者说效果不是非常理想的情况下,才采用具有EMI功能的连接电缆。它的制作成本比较高,一般应用在数据通信电缆上。


四   时钟电路设计


时钟电路是整个设备电路里面重要的一部分。时钟电路不工作,整个系统功能将瘫痪;时钟电路工作不正常将造成数据传输错误,系统工作烦乱。因此,对时钟电路的设计要引起足够的重视。那么,要设计高稳定性,高可靠性的时钟电路,首先要选择的时钟振荡器,如SPXO,VCXO,TCXO,TCVCXO,OCXO等,它们的频率稳定度都非常的高。再配合外围的滤波技术,我想这个时钟是非常理想的时钟信号了。

五  其他电路设计


其他电路设计主要考虑电路滤波设计。根据电流的大小和信号的强弱来选择合适的滤波器类型。不同的电路之间的信号连接好通过滤波器来连接,以免电路之间的互相影响,比方说时钟线,数据总线,控制总线,地址总线等,现在,我向大家一款极好的产品,美国SPECTRUM公司生产的滤波阵列板,是将滤波器嵌入到具有隔离屏蔽作用的金属板上组合而成,输入和输出完全隔离。

六  PCB设计


PCB设计是为关键的一环,如果没有处理好,即使有滤波电路设计也是无功而反的。因此,我们在做PCB之时,要重点关注以下几个问题:
1.  PCB板层的规划问题
2.  电路的布局问题
3.  连接端口的摆放问题
4.  时钟信号线的走线问题
5.  滤波器的位置摆放问题
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