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研究研华610工控机的EMC设计

点击次数:379  发布时间:2019-03-14
   研究研华610工控机的EMC设计
  无论工控机还是商用机,EMC设计中的首先考虑的是板卡本身的EMI(电磁干扰)设计,因此在板卡设计方面就大幅减少了电磁辐射,但由于处理器的频率的提升,单纯依靠板卡本身在EMI方面的设计无法充分满足EMC认证的要求。因此研华610工控机机箱的EMC设计变得更为重要了
  1.散热口的EMC设计
  无论对内还是对外,对付电磁辐射的方法就是用一个全密封的金属盒子把电磁辐射体遮蔽起来,而且屏蔽用的金属层越厚越好。这样无论对内还是对外,电磁屏蔽的效果都。但是由于散热、外接扩展设备的因素。无论商用PC还是工控机,都无法做到严格密封的状态。机箱关于防止电磁泄漏设计很重要的一点就是关于散热和电磁泄漏之间的良好平衡性设计,既要充分散热,也需要兼顾到电磁兼容方面的设计,我们通常在商用PC上所见到的,是上面这样的散热孔径,圆形而多孔。但实际上防止电磁泄漏的设计标准对散热孔径的大小,以及形状是有诸多限制的,研究实验表明,方形孔径要比圆形孔径具有更出色的防止电磁泄漏效果。
  2.机箱接缝处的EMC设计
  根据理论,当机箱上两个接触点之间的距离大于0.25xλ(波长符号)时,两点之间就会很容易泄漏出有害的电磁辐射。因此在机箱接缝处的设计,也是考察EMC设计功底的一个重要指标。
  商用PC机的机箱钢板厚度仅为0.6mm,钢板的强度有限,难以保证机箱本身受力后不产生形变,并且由于现在商用PC基本多是立式机箱,因此侧开口的面板也难以保证接缝处的紧密结合,为了克服这些现象,一些商用PC在机箱的接缝处留有EMI弹片设计。
  研华610工控机的使用环境复杂多变,某些环境是具有较强的振动性的,采用EMI弹片设计容易在振动的环境下失去弹片的弹性。由于工控机机箱多为卧式的,顶部钢板自身的重量和钢材特性已经能够保证机箱壁之间的严密接触。的工控机机箱在不采用EMI弹片的时候也完全可以通过CE,FCC等EMC认证。如果某些对电磁兼容极为严格的环境,可机箱接缝处使用更为可靠的金属导电布。
  在板卡和机箱的接缝处,这个地方也是极其容易引起电磁泄漏的地方,商用PC由于扩展卡较少,很少有品牌在这个地方采用EMI弹片设计。而工控机内部会插入多块板卡,板卡和机箱的接触严密与否是电磁兼容是否的一个重要指标,因此做工优良的工控机会采用EMI弹片确保板卡和机箱之间的接缝紧密可靠。
  3.机箱表面的特殊设计
  商用PC机箱材料多采用镀锌钢板,并考虑吸收机箱内辐射的有效性,在机箱内部没有进行喷漆处理,因此机箱内壁的镀锌钢板是可以导电的,也更容易吸收电磁辐射,这也使得商用PC机在静电防护、电磁屏蔽方面有着先天的优势。商用PC的这种机箱在普通使用下没有问题,但是如果用于工控环境则是十分不合适的。
  首先,工控机在某些时候要用在有强烈腐蚀性的环境下,如海盐、高速公路上排出的汽车尾气、化工厂的气体都具有强烈的腐蚀性。因此机箱内外表面都必须要做抗腐蚀处理。
  其次,有时计算机会在振动的环境下工作,在某些特殊的情况下,振动会导致机箱内的某些电器元件接触到机箱内部表面,由于机箱内壁导电,所以很容易造成短路,烧毁设备。
  研华610工控机在内部的喷漆处理使得机箱内壁不导电,可以杜绝这类现象的发生。正因为这些不导电的机箱内壁对工控机的EMC设计有着更高的挑战。工控机由于内壁也进行了烤漆处理,因此机箱表面不导电,无法象商用PC一样形成等地体,因此只得在部分位置处留出没有喷漆的接触面,形成导电体,在整个机箱表面形成等势体,处理工艺较为复杂。
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