电脑机箱的电磁相容设计.doc

谈电脑机箱的电磁兼容性设计作者：电磁兼容网 对于计算机这样一种信息处理设备，机箱不仅仅提供了机械保护，还能起到电磁屏蔽的作用：使计算机免受外界电磁波的干扰，使计算机更加稳定、可靠地工作;同时又可以防止计算机自身产生的电磁波向外辐射，以免影响其他电子设备的正常工作。因此机箱设计已经得到越来越多PC生产厂商的重视，并且成为衡量PC产品品质的一个重要因素。下面，我们就从机箱选材、缝隙与开口处理等方面对计算机机箱电磁兼容性设计做一番简要介绍。 箱体选材 为了提高机箱的屏蔽效能，首先应考虑机箱材料的选择。因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。 由于电磁波是直线传播的，其传播到金属表面时，不仅可透入金属体表面薄层内传播，还能在金属表面产生反射现象，所以应选择厚度适中、光洁度较好的机箱板材：如果机箱的厚度太薄，不但起不到机械保护作用，而且电磁波极易穿透，屏蔽作用也就大打折扣；箱体太厚则又造成不必要的原材料浪费;机箱表面的光洁度愈好，电磁波在机箱表面的反射能力就愈强，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易加工性和化学防腐蚀性。 缝隙与开口处理 由于计算机箱体上有电源线、信号线、控制线等各种线束及板卡的插入引出;有开关、指示灯、软驱、光驱等的存在，同时为了散热还要安排通风孔，因此机箱不可能做成完全密封式的，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，如处理不当则将引起屏蔽效能的下降。所以在机箱设计当中，如果要提高产品的电磁屏蔽效能，就必须要对接缝和开口予以特别的“关照”。 接缝处的措施 由于机箱连接处表面的不平整和薄板型材料的翘变，将不可避免地产生狭长的缝隙。根据电磁波理论关于接缝处总体屏蔽效能的分析，可以对机箱接缝采取如下措施： a. 减少缝隙的长度 当缝隙的长度达到/4（为电磁波波长）或更长时，这个缝隙就成为非常有效的辐射发生器，从而引起电磁能量的大量泄漏。因此应尽可能采用一边开盖式结构，而不采用两边开盖式结构，以减少总的缝隙长度;也可在接缝处涂上导电材料或增加导电衬垫由于接触表面从微观上讲是凸凹不平的，结合处实际上只可能是部分接触，故涂上导电材料或加上导电衬垫就可增大接触，从而减小电磁泄漏。 因为计算机产品属信息技术设备，无线电骚扰特性应满足信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法（GB9254-1998）的有关要求。该标准中对无线电频率从150KHz1GHz的频率分量有限值要求，最高频率1GHz所对应的波长为30厘米，相对应的/4为7.5厘米，因此要求缝隙的长度尽可能控制在57厘米以内。另外在条件允许的情况下，增加螺钉等连接点的数目或减小螺钉等连接点的间距也可起到控制缝隙长度的作用。 b. 增大缝隙的深度 增大缝隙的深度可提高机箱的屏蔽效能: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（机箱接缝尽量不要安排在转角处，应尽量放在较大的平面上）。U缝即为增大缝隙深度的一种有效设计（见图1、图2） 通风孔的安排 由于计算机内部发热量日益增大，且计算机经常需要长时间工作，所以机箱大多要设置通风孔以利散热，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5cm时，屏蔽性能会下降60dB以上。在通风孔处采用的电磁屏蔽措施主要有：覆盖金属丝网、用穿孔金属板（见图3）和采用截止波导的方法（见图4、图5）。 在用穿孔金属板和覆盖金属丝网的方法中，还要充分考虑开孔的方向和尺寸，使得在机箱表面引起的电阻和磁阻变化最小。 线束/板卡、软驱/光驱的开口处理 在信号线、控制线及板卡的开口处，根据其开口的形状，加入与机箱有良好接地的簧片可起到比较明显的屏蔽效果（见图6）。对于软驱、光驱的开口可采用加装硅钢材质簧片的方法，这将大大减少电磁波的泄漏和入侵。 开关、指示灯、电源入口的处理 开关和指示灯可采取内部屏蔽的方法，并通过穿心电容接至前面板。在内部屏蔽时，屏蔽体要与机箱有良好的电气接触；在指示灯上还可以覆盖导电玻璃，同时导电玻璃与机箱也要有良好的电气接触；在电源入口处要使开关电源（计算机一般都采用开关电源）与机箱有良好的电气接触，并把接触缝隙的长度控制在57mm以内。 当然，要提高计算机的电磁兼容性，不仅是机箱，计算机内的各个部件都要采取全面的电磁兼容性设计。不过一般说来，设计良好的机箱可使计算机的总体辐射干扰降低10dB至60dB，所以一些厂商在设计机箱时往往采取了严格的电磁兼容性标准，如联想工业设计中心就在PC机箱的