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电源机箱的EMI电磁泄漏,长期更新。。

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1#
发表于 2012-5-30 15:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 wzqkele 于 2012-5-30 15:11 编辑

对很多人来说 电脑比手机用的时间更长,所以研究下电脑的各个部分尤其是主机如何防止电磁泄漏还是很有意义的


EMC问题来源
所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。


EMI抑制策略
只有如金属和铁之类导磁率高的材料才能在极低频率下达到较高屏蔽效率。这些材料的导磁率会随着频率增加而降低,另外如果初始磁场较强也会使导磁率降低,还有就是采用机械方法将屏蔽罩作成规定形状同样会降低导磁率。综上所述,选择用于屏蔽的高导磁性材料非常复杂,通常要向EMI屏蔽材料供应商以及有关咨询机构寻求解决方案。
在高频电场下,采用薄层金属作为外壳或内衬材料可达到良好的屏蔽效果,但条件是屏蔽必须连续,并将敏感部分完全遮盖住,没有缺口或缝隙(形成一个法拉第笼)。然而在实际中要制造一个无接缝及缺口的屏蔽罩是不可能的,由于屏蔽罩要分成多个部分进行制作,因此就会有缝隙需要接合,另外通常还得在屏蔽罩上打孔以便安装与插卡或装配组件的连线。
设计屏蔽罩的困难在于制造过程中不可避免会产生孔隙,而且设备运行过程中还会需要用到这些孔隙。制造、面板连线、通风口、外部监测窗口以及面板安装组件等都需要在屏蔽罩上打孔,从而大大降低了屏蔽性能。尽管沟槽和缝隙不可避免,但在屏蔽设计中对与电路工作频率波长有关的沟槽长度作仔细考虑是很有好处的。
任一频率电磁波的波长为: 波长(λ)=光速(C)/频率(Hz)
当缝隙长度为波长(截止频率)的一半时,RF波开始以20dB/10倍频(1/10截止频率)或6dB/8倍频(1/2截止频率)的速率衰减。通常RF发射频率越高衰减越严重,因为它的波长越短。当涉及到最高频率时,必须要考虑可能会出现的任何谐波,不过实际上只需考虑一次及二次谐波即可。
一旦知道了屏蔽罩内RF辐射的频率及强度,就可计算出屏蔽罩的最大允许缝隙和沟槽。例如如果需要对1GHz(波长为300mm)的辐射衰减26dB,则150mm的缝隙将会开始产生衰减,因此当存在小于150mm的缝隙时,1GHz辐射就会被衰减。所以对1GHz频率来讲,若需要衰减20dB,则缝隙应小于15 mm(150mm的1/10),需要衰减26dB时,缝隙应小于7.5 mm(15mm的1/2以上),需要衰减32dB时,缝隙应小于3.75 mm(7.5mm的1/2以上)。

来源: http://www.52rd.com/S_txt/2005_5/txt582.htm
2#
发表于 2012-6-1 23:52 | 只看该作者
本帖最后由 霉豆渣 于 2012-6-1 23:52 编辑

太老的东西了,现在已经不叫干扰叫电磁骚扰了,而且辐射骚扰并不等于辐射污染
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3#
发表于 2012-6-4 08:51 | 只看该作者
恩,目前一个问题是,EMI辐射到底是影响电子设备,还是影响人体健康
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4#
 楼主| 发表于 2012-6-4 19:45 | 只看该作者
机箱内部有电源线、信号线、控制线等各种线束及板卡的插入、引出,机箱外部有开关、指示灯、软驱、光驱等设备,同时为了散热还要设置通风孔,因此机箱不可能做到完全密封,而是存在着或多或少的接缝和开口。这些接缝和开口会引起电气的不连续性,如处理不当则会引起屏蔽能力的下降。所以在机箱的设计当中,要提高屏蔽能力就必须对接缝和开口予以特别的“关照”。

由于机箱连接处表面的不平整和薄板型材料的变型,不可避免地产生狭长的缝隙,当缝隙的长度达到λ/4(λ为电磁波波长)或更长时,这个缝隙就会引起电磁辐射的大量泄漏。根据电磁波理论关于接缝处总体屏蔽能力的分析,在生产制造时可以对机箱接缝采取如下措施:

a.减少缝隙的长度:在接缝处涂上导电材料或增加导电衬垫,可增大接触面,从而减小电磁泄漏;缝隙的长度尽可能控制在5cm~7cm以内;在条件允许下,可增加螺钉等连接点的数目或减小螺钉等连接点的间距,缩小每段缝隙的长度。

b.增大缝隙的深度:从电磁泄漏的路程来看,增大接缝处的重叠尺寸就相当于增加缝隙的深度,这样电磁波在金属壁之间经过多次的反射、折射,其能量被大量消耗,从机箱内向外界泄漏的能量自然也就相应减少。

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5#
 楼主| 发表于 2012-6-4 19:46 | 只看该作者
机箱需要利用通风孔辅助散热,而这些通风孔往往是引起电磁泄漏的一个重要因素。测试表明,当通风孔的最大直径达到7mm时,屏蔽性能会下降60dB以上。因此为了兼顾散热与屏蔽作用,通风孔的形状大多数为正六角形、正方形或等边三角形,并且通风孔的直径要控制在6mm以内,这样才能有效防止电磁辐射泄漏。除此之外还可以采用覆盖金属丝网、用穿孔金属板和采用截止波导等方法增强屏蔽能力。

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6#
 楼主| 发表于 2012-6-4 19:46 | 只看该作者
我们知道,良好的电磁屏蔽就是要尽量减小外壳的开孔和缝隙,一般来说机箱上不能有超过6mm的开孔,并且所有可拆卸部件必须能够和机箱导通。要做到这点,就要靠EMI触点将机箱主机架和侧板连为一体,让机箱整体导通,形成封闭的电磁环境,阻止电磁波的泄漏。值得一提的是,机箱内EMI触点的间距也是很有讲究的,间距过大无法起到有效的导通作用,间距过小又会增加无谓的加工难度和加工时间。EMI的强度是根据波长来决定的,行业内一般分为A、B、C、D、E和T级六个等级,T级是最高级别,A、B、C属于中高级别,D、E属于较低级别,根据对产品防辐射的要求不同,一般机箱为C级。因此在机箱设计时,要求严格的EMI触点间距在50mm以下,要求不太严格的话大致范围在50mm~100mm之间
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7#
 楼主| 发表于 2012-6-4 19:46 | 只看该作者
本帖最后由 wzqkele 于 2012-6-4 19:47 编辑

EMI弹片(左)和触点(右)

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8#
 楼主| 发表于 2012-6-4 19:47 | 只看该作者
什么是电磁辐射?

电磁辐射是能量以电磁波形式由“源”发射到“空间”的现象。其原理是任意一个振动的电荷在其周围产生电磁场,并以电磁波的形式向远方辐射能量。电磁辐射所衍生的能量,取决于频率的高低,频率愈高,能量愈大。而频率极高的X光和伽玛射线会产生较大的能量,能够破坏合成人体组织的分子(例如放射治疗对人体造成的副作用)。正因为如此,人们普遍对电磁辐射心存畏惧,并想方设法减小电磁辐射对自己的危害,其中电脑防辐射是重点。当电脑主机开始运行时,内部配件如电源、主板、内存、显卡等都有电流通过,电流的方向和大小持续不断变化时就产生电磁波并向外辐射,当这种电磁辐射超过一定的强度时,就会产生负面效应。因此机箱的防辐射能力对于经常使用电脑的用户来说非常重要。

EMI、EMS、EMC的区别

大家在关注电子电气设备的电磁辐射时,经常会看到EMC、EMI和EMS等专用名词,它们之间有什么不同呢?

我们先来看EMI,它是电磁干扰(Elector Magnetic Interference)的简称,是指电子产品中的电磁能量经由传导或辐射的方式对外传播的过程。简而言之,就是电子产品(相当于“犯罪分子”)对外进行电磁辐射的程度。

而EMS是电磁敏感度(Electro Magnetic Susceptibility)的简称,是指由于电磁能量造成性能下降的容易程度。简而言之,是电子产品(相当于“受害者”)抵抗外部的电磁辐射的能力。

EMC则是电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility)的简称,包括了EMI和EMS两个方面,意指设备所产生的电磁辐射既不对其它设备产生干扰, 也不受其它设备的电磁辐射干扰。

防辐射机箱如何“炼成”?

机箱的防辐射原理是:利用机箱材料的导电性,让机箱形成封闭的金属壳体,当机箱内配件产生的交变电磁场传向机箱金属壳体时,一部分电磁波被金属壳体表面反射,一部分电磁波被金属壳体吸收,这样穿透机箱而出的电磁场强度便大幅度衰减,从而达到保护人体健康的目的。要让机箱具备良好的防辐射能力,在选材和生产制造上必须严格把关,与生产普通机箱相比,差异主要体现在以下几个方面。

1.选择优质的机箱板材

为了提高机箱的电磁辐射屏蔽能力,首先需要考虑机箱材料的选择。由于不同材料的屏蔽作用各不相同,故应根据屏蔽的效率和原材料的费用比选择具备高导磁率、高导电率的金属材料。在最常用的钢板材料中,按照耐腐蚀度、导电度和成本从高到低顺序,依次可分为SECC电镀锌钢板、
SGCC热浸锌钢板、SPCC冷轧板。三种钢板本身都是铁,但SPCC冷轧板由于要进行防锈喷漆处理,喷漆后变得不导电,降低了机箱的防辐射能力,行业内一般认为SECC点镀锌钢板的防辐射能力较强。三种板材识别起来很简单,因为冷扎板容易生锈,需要涂油防锈,所以冷扎板上很多油污;电解板看起来像水泥板,颜色发青;镀锌板的表面则比较光亮。

除了钢板材料的选择之外,钢板的厚度和表面光洁度也很重要。由于电磁波是直线传播的,其传播到金属表面时,一部分会穿透金属向外传播,另一部分则会在金属表面产生反射现象。如果机箱钢板的厚度太薄,不但起不到机械保护作用,而且电磁波极易穿透,令屏蔽作用大打折扣;机箱钢板太厚又造成不必要的原材料浪费。因此,行业内选择的机箱钢板厚度大多在0.7mm~1mm之间。而在表面光洁度方面,光洁度越好的钢板,对电磁波的反射能力就越强,因此应选择表面光洁度易加工的材料,同时还要考虑到金属板材的化学防腐蚀性。
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9#
发表于 2012-6-4 21:01 | 只看该作者
现在很多机箱内部黑化,我觉得对EMI触点的导电能力会有影响吧。黑化过的板材如果不导电了,那还不如不黑化的好。楼主对这个问题如何看?
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10#
 楼主| 发表于 2012-6-4 21:55 | 只看该作者
通过上面文章  很明显 黑化不导电 就屏蔽不了电磁泄漏
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11#
发表于 2012-6-6 18:12 | 只看该作者
黑化又不是喷漆可以导电吧
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12#
 楼主| 发表于 2012-6-6 18:20 | 只看该作者
大部分黑化其实就是喷漆
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13#
 楼主| 发表于 2012-6-6 18:22 | 只看该作者
铝制品的阳极导电氧化 还是不错的
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