電腦機箱的電磁相容設(shè)計.doc

談電腦機箱的電磁兼容性設(shè)計作者：電磁兼容網(wǎng) 對于計算機這樣一種信息處理設(shè)備，機箱不僅僅提供了機械保護，還能起到電磁屏蔽的作用：使計算機免受外界電磁波的干擾，使計算機更加穩(wěn)定、可靠地工作;同時又可以防止計算機自身產(chǎn)生的電磁波向外輻射，以免影響其他電子設(shè)備的正常工作。因此機箱設(shè)計已經(jīng)得到越來越多PC生產(chǎn)廠商的重視，并且成為衡量PC產(chǎn)品品質(zhì)的一個重要因素。下面，我們就從機箱選材、縫隙與開口處理等方面對計算機機箱電磁兼容性設(shè)計做一番簡要介紹。 箱體選材 為了提高機箱的屏蔽效能，首先應(yīng)考慮機箱材料的選擇。因不同材料的屏蔽作用各不相同，故應(yīng)根據(jù)屏蔽的效率和原材料的費用比選擇具備高導(dǎo)磁率、高導(dǎo)電率的金屬材料。 由于電磁波是直線傳播的，其傳播到金屬表面時，不僅可透入金屬體表面薄層內(nèi)傳播，還能在金屬表面產(chǎn)生反射現(xiàn)象，所以應(yīng)選擇厚度適中、光潔度較好的機箱板材：如果機箱的厚度太薄，不但起不到機械保護作用，而且電磁波極易穿透，屏蔽作用也就大打折扣；箱體太厚則又造成不必要的原材料浪費;機箱表面的光潔度愈好，電磁波在機箱表面的反射能力就愈強，因此應(yīng)選擇表面光潔度易加工的材料，同時還要考慮到金屬板材的易加工性和化學(xué)防腐蝕性。 縫隙與開口處理 由于計算機箱體上有電源線、信號線、控制線等各種線束及板卡的插入引出;有開關(guān)、指示燈、軟驅(qū)、光驅(qū)等的存在，同時為了散熱還要安排通風(fēng)孔，因此機箱不可能做成完全密封式的，而是存在著或多或少的接縫和開口這些接縫和開口會引起電氣的不連續(xù)性，如處理不當(dāng)則將引起屏蔽效能的下降。所以在機箱設(shè)計當(dāng)中，如果要提高產(chǎn)品的電磁屏蔽效能，就必須要對接縫和開口予以特別的“關(guān)照”。 接縫處的措施 由于機箱連接處表面的不平整和薄板型材料的翹變，將不可避免地產(chǎn)生狹長的縫隙。根據(jù)電磁波理論關(guān)于接縫處總體屏蔽效能的分析，可以對機箱接縫采取如下措施： a. 減少縫隙的長度 當(dāng)縫隙的長度達到/4（為電磁波波長）或更長時，這個縫隙就成為非常有效的輻射發(fā)生器，從而引起電磁能量的大量泄漏。因此應(yīng)盡可能采用一邊開蓋式結(jié)構(gòu)，而不采用兩邊開蓋式結(jié)構(gòu)，以減少總的縫隙長度;也可在接縫處涂上導(dǎo)電材料或增加導(dǎo)電襯墊由于接觸表面從微觀上講是凸凹不平的，結(jié)合處實際上只可能是部分接觸，故涂上導(dǎo)電材料或加上導(dǎo)電襯墊就可增大接觸，從而減小電磁泄漏。 因為計算機產(chǎn)品屬信息技術(shù)設(shè)備，無線電騷擾特性應(yīng)滿足信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法（GB9254-1998）的有關(guān)要求。該標(biāo)準(zhǔn)中對無線電頻率從150KHz1GHz的頻率分量有限值要求，最高頻率1GHz所對應(yīng)的波長為30厘米，相對應(yīng)的/4為7.5厘米，因此要求縫隙的長度盡可能控制在57厘米以內(nèi)。另外在條件允許的情況下，增加螺釘?shù)冗B接點的數(shù)目或減小螺釘?shù)冗B接點的間距也可起到控制縫隙長度的作用。 b. 增大縫隙的深度 增大縫隙的深度可提高機箱的屏蔽效能:從電磁泄漏的路程來看，增大接縫處的重疊尺寸就相當(dāng)于增加縫隙的深度，這樣電磁波在金屬壁之間經(jīng)過多次的反射、折射，其能量被大量消耗，從機箱內(nèi)向外界泄漏的能量自然也就相應(yīng)減少（機箱接縫盡量不要安排在轉(zhuǎn)角處，應(yīng)盡量放在較大的平面上）。U縫即為增大縫隙深度的一種有效設(shè)計（見圖1、圖2） 通風(fēng)孔的安排 由于計算機內(nèi)部發(fā)熱量日益增大，且計算機經(jīng)常需要長時間工作，所以機箱大多要設(shè)置通風(fēng)孔以利散熱，而這些通風(fēng)孔往往是引起電磁泄漏的一個重要因素。測試表明，當(dāng)通風(fēng)孔的最大直徑達到5cm時，屏蔽性能會下降60dB以上。在通風(fēng)孔處采用的電磁屏蔽措施主要有：覆蓋金屬絲網(wǎng)、用穿孔金屬板（見圖3）和采用截止波導(dǎo)的方法（見圖4、圖5）。 在用穿孔金屬板和覆蓋金屬絲網(wǎng)的方法中，還要充分考慮開孔的方向和尺寸，使得在機箱表面引起的電阻和磁阻變化最小。 線束/板卡、軟驅(qū)/光驅(qū)的開口處理 在信號線、控制線及板卡的開口處，根據(jù)其開口的形狀，加入與機箱有良好接地的簧片可起到比較明顯的屏蔽效果（見圖6）。對于軟驅(qū)、光驅(qū)的開口可采用加裝硅鋼材質(zhì)簧片的方法，這將大大減少電磁波的泄漏和入侵。 開關(guān)、指示燈、電源入口的處理 開關(guān)和指示燈可采取內(nèi)部屏蔽的方法，并通過穿心電容接至前面板。在內(nèi)部屏蔽時，屏蔽體要與機箱有良好的電氣接觸；在指示燈上還可以覆蓋導(dǎo)電玻璃，同時導(dǎo)電玻璃與機箱也要有良好的電氣接觸；在電源入口處要使開關(guān)電源（計算機一般都采用開關(guān)電源）與機箱有良好的電氣接觸，并把接觸縫隙的長度控制在57mm以內(nèi)。 當(dāng)然，要提高計算機的電磁兼容性，不僅是機箱，計算機內(nèi)的各個部件都要采取全面的電磁兼容性設(shè)計。不過一般說來，設(shè)計良好的機箱可使計算機的總體輻射干擾降低10dB至60dB，所以一些廠商在設(shè)計機箱時往往采取了嚴(yán)格的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，如聯(lián)想工業(yè)設(shè)計中心就在PC機箱的