CN106686961B - 一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法及装置 - Google Patents

一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法及装置，涉及通信及电子系统领域，所述方法包括：对电子设备机壳内的温度进行检测，得到温度信息；对所述电子设备当前所处环境的干扰电磁波进行检测，得到干扰电磁波信息；根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热区的散热孔的目标孔径；根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整。本发明能够根据电子设备机壳内的温度信息和所处环境的干扰电磁波信息自动调整散热孔大小，满足系统散热及电磁屏蔽要求。

Description

一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法及装置
技术领域
本发明涉及通信及电子系统领域，特别涉及一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法及装置。
背景技术
随着通信技术及电子设备的高速发展，设备的集成度越来越高，通信、电子设备的普及带来电磁干扰越来越严重。因此，系统散热及电磁屏蔽成为系统设计的重要一环。
现有技术提供了一种带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子设备外壳体，该技术通过对设备壳体设计特殊形状的散热孔来满足系统散热及屏蔽要求。
上述技术提供的散热壳体仅对固定使用环境有效，不具有对干扰电磁波频率及系统散热的自适应功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法及装置，能更好地解决电子设备的系统散热与电磁波屏蔽设计对工作环境适应性差的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法，包括：
对电子设备机壳内的温度进行检测，得到温度信息；
对所述电子设备当前所处环境的干扰电磁波进行检测，得到干扰电磁波信息；
根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径；
根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整。
优选地，所述根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径的步骤包括：
根据检测得到的干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的最大孔径；
根据检测得到的温度信息，在小于所述最大孔径的范围内确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径。
优选地，所述根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整的步骤包括：
利用设置在所述电子设备机壳内的执行部件驱动调整部件相对于所述机壳散热区移动，从而将所述机壳散热区的散热孔的孔径调整为目标孔径。
优选地，所述调整部件包括：
具有通孔且能够相对机壳散热区左右移动的第一活动挡板和具有通孔且能够相对机壳散热区上下移动的第二活动挡板；
其中，所述第一活动挡板的通孔和所述第二活动挡板的通孔均与机壳散热区的散热孔的孔径相同；
其中，当所述第一活动挡板和所述第二活动挡板位于初始位置时，所述第一活动挡板的通孔、所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔重合；当所述第一活动挡板和/或所述第二活动挡板位于移动后的位置时，所述第一活动挡板的通孔和/或所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔交错。
优选地，所述执行部件是电机或电磁继电器，通过所述电机或电磁继电器驱动所述第一活动挡板和所述第二活动挡板移动。
根据本发明的另一方面，提供了一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽装置，包括：
温度检测单元，用于对电子设备机壳内的温度进行检测，得到温度信息；
电磁检测单元，用于对所述电子设备当前所处环境的干扰电磁波进行检测，得到干扰电磁波信息；
CPU单元，用于根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径；
机壳散热区孔径调整单元，用于根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整。
优选地，所述CPU单元根据检测得到的干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的最大孔径，并根据检测得到的温度信息，在小于所述最大孔径的范围内确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径。
优选地，所述机壳散热区孔径调整单元：
执行部件，设置在所述电子设备机壳内，用于驱动调整部件移动；
调整部件，设置在所述电子设备机壳内，用于在所述执行部件的驱动作用下相对于所述机壳散热区移动，从而将所述机壳散热区的散热孔的孔径调整为目标孔径。
优选地，所述调整部件包括：
第一活动挡板，具有与机壳散热区的散热孔的孔径相同的通孔，且能够相对机壳散热区左右移动；
第二活动挡板，具有与机壳散热区的散热孔的孔径相同的通孔，且能够相对机壳散热区上下移动；
其中，当所述第一活动挡板和所述第二活动挡板位于初始位置时，所述第一活动挡板的通孔、所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔重合；
其中，当所述第一活动挡板和/或所述第二活动挡板位于移动后的位置时，所述第一活动挡板的通孔和/或所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔交错。
优选地，所述执行部件是电机或电磁继电器，通过所述电机或电磁继电器驱动所述第一活动挡板和所述第二活动挡板移动。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明兼顾系统散热及电磁波屏蔽，可以根据系统的工作温度及干扰电磁波频率自动调整散热孔大小，提供了电子系统的环境适应性，满足系统散热及电磁屏蔽要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法流程图；
图2是本发明实施例提供的兼顾系统散热的电磁波屏蔽装置原理框图；
图3是图2中的机壳散热区孔径调整单元的结构框图；
图4是本发明实施例提供的以活动挡板控制装置作为机壳散热区孔径调整单元的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法流程图，如图1所示，步骤包括：
步骤S101：对电子设备机壳内的温度进行检测，得到温度信息。
在电子设备机壳内设置温度检测单元，该温度检测单元可以是温度传感器，利用温度传感器对电子设备机壳内的温度进行检测，获取温度信息。
步骤S102：对所述电子设备当前所处环境的干扰电磁波进行检测，得到干扰电磁波信息。
在电子设备机壳内设置电磁检测单元，该电磁检测单元可以采用射频接收机，利用射频接收机对电子设备当前所处环境的干扰电磁波进行检测，获取干扰电磁波信息，包括干扰电磁波频率及功率。
步骤S103：根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径。
根据检测得到的干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的最大孔径。具体地说，假设干扰电磁波频率为f，根据频率f能够确定干扰电磁波波长λ，即λ＝c/f，其中c为光速，根据电磁屏蔽原理，理论上需要用小于0.25λ的孔径平波波长为λ的电磁波，因此，可以将0.25λ作为电子设备的机壳散热区的散热孔的最大孔径。
在确定最大孔径0.25λ之后，根据检测得到的温度信息，可以在小于所述最大孔径0.25λ的范围内，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径。例如，当检测到的温度较低时，系统对散热要求相对较低，此时可以选取较小孔径作为目标孔径，例如0.125λ，以达到更好的电磁波屏蔽效果；反之，当检测到的温度较高时，系统对散热要求相对较高，此时可以选取接近于0.25λ的孔径作为目标孔径，例如0.24λ，以自适应系统散热及电磁波屏蔽，提高系统散热和电磁波屏蔽效果。又例如，预先设置在不同的最大孔径下温度与目标孔径的关系表，该对应关系表可以通过经验值获取，此时，利用所确定的最大孔径查找对应的关系表，然后利用所检测到的温度信息在该关系表中找到相应的目标孔径。
步骤S104：根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整。
利用设置在电子设备机壳内的执行部件驱动调整部件相对于机壳散热区移动，从而将机壳散热区的散热孔的孔径调整为目标孔径。
其中，调整部件包括能够相对机壳散热区左右移动的第一活动挡板和能够相对机壳散热区上下移动的第二活动挡板，第一活动挡板和第二活动挡板上均具有多个与机壳散热区的散热孔的孔径相同的通孔，例如孔径均为r。在移动第一活动挡板和第二活动挡板前，第一活动挡板和第二活动挡板均位于初始位置，此时，第一活动挡板的通孔、所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔三者重合，电子设备的散热孔孔径为r。在移动第一活动挡板和/或第二活动挡板之后，例如移动第一活动挡板和第二活动挡板，第一活动挡板和第二活动挡板均位于移动后的位置，此时，第一活动挡板的通孔、第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔交错，电子设备的散热孔孔径将小于r，孔径大小由第一活动挡板和第二活动挡板的移动位置决定。
其中，执行部件可以是电机。由于直线电机能够用其旋转的电机驱动其它部件做直线运动，因此本实施例优选直线电机，具体地说，在电子设备机壳内安装用于驱动第一活动挡板的第一直线电机和用于驱动第二活动挡板的第二直线电机，然后，利用第一直线电机，直接控制第一活动挡板相对于机壳散热区左右移动，从而使第一活动挡板上的通孔与散热区的散热孔交错，同样地，利用第二直线电机，直接控制第二活动挡板相对于机壳散热区上下移动，从而使第二活动挡板上的通孔与散热区的散热孔交错。进一步地，为了能够精确控制散热区散热孔的孔径大小，可以选用直线步进电机。
作为替代方式，所述执行部件还可以是电磁继电器，此时，第一/第二活动挡板只存在两个状态位置，即电磁继电器的线圈断电时，第一/第二活动挡板位于第一位置；电磁继电器的线圈通过电流时，第一/第二活动挡板位于第二位置，相对于执行部件是电机的实施方式，目标孔径的可选值较少。
其中，上述散热孔、通孔可以是蜂窝孔，也可以是圆形孔。
本发明通过自适应系统散热和电磁波屏蔽，提高了通信及电子系统的可靠性。
图2是本发明实施例提供的兼顾系统散热的电磁波屏蔽装置原理框图，如图2所示，包括电磁检测单元10、温度检测单元20、CPU单元30和机壳散热区孔径调整单元40。
电磁检测单元10用于对所述电子设备当前所处环境的干扰电磁波进行检测，得到干扰电磁波信息。电磁检测单元10可采用射频接收机实现，其检测得到的干扰电磁波信息包括干扰电磁波频率及功率，以供CPU单元读取。
温度检测单元20用于对电子设备机壳内的温度进行检测，得到温度信息。温度检测单元20可以采用常用的温度传感器芯片MAX1617或DS18B20对系统当前温度进行实时检测，以供CPU单元30读取。
CPU单元30，用于根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径。具体地说，CPU单元30根据检测得到的干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的最大孔径，并根据检测得到的温度信息，在小于所述最大孔径的范围内确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径。也就是说，CPU单元30可以分别从电磁检测单元10和温度检测单元20获取干扰电磁波信息和系统温度，从而根据干扰电磁波信息和系统温度，控制机壳散热孔径。
机壳散热区孔径调整单元40用于根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整，也就是说，机壳散热区孔径调整单元40实现机壳散热孔径大小的调整。图3是图2中的机壳散热区孔径调整单元的结构框图，如图3所示，机壳散热区孔径调整单元40包括设置在电子设备机壳内执行部件41和调整部件42，执行部件41通过驱动调整部件42相对于机壳散热区移动，将机壳散热区的散热孔的孔径调整为目标孔径。其中，执行部件41是电机或电磁继电器；调整部件42包括第一活动挡板和第二活动挡板，第一活动挡板具有与机壳散热区的散热孔的孔径相同的通孔且能够相对机壳散热区左右移动，第二活动挡板具有与机壳散热区的散热孔的孔径相同的通孔且能够相对机壳散热区上下移动。本实施例通过移动第一活动挡板和/或第二活动挡板，使第一活动挡板和/或第二活动挡板与机壳散热区的散热孔交错，从而得到不同孔径的散热孔。例如，当第一活动挡板和第二活动挡板位于初始位置时，第一活动挡板的通孔、第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔三者重合，散热孔孔径达到最大；当执行部件驱动第一活动挡板和/或第二活动挡板位于移动后的位置时，第一活动挡板的通孔和/或第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔交错，散热孔孔径减小。
所述装置的工作原理如下：电磁检测单元10检测干扰电磁波频率及功率，并供CPU单元30获取；温度检测单元20检测系统当前温度，并供CPU单元30获取；CPU单元30周期性地从温度检测单元及电磁检测单元获取系统当前温度和干扰电磁波信息，对获取到的信息进行处理，并根据处理结果控制执行部件41调整散热孔大小，来满足系统屏蔽及散热需求。其中，CPU单元对获取到的信息进行处理的步骤可以包括：CPU单元30周期性的采集系统温度及干扰电磁波信息，将其与系统设定值进行比较，通过调整活动挡板位置来控制散热孔大小满足系统散热及电磁屏蔽要求。例如，在系统中预先设置两个频率f1和f2，功率预设值P1，其中，f1<f2。假设电子设备机壳散热区的散热孔孔径为r，CPU单元采集到的干扰电磁波的频点为f,功率为P，若f<f1，则可以根据温度信息，在孔径r范围内调整活动挡板位置，例如，将温度与预设温度比较，高于预设温度则通过移动第一和第二活动挡板控制散热孔大小，反之，通过移动第一或第二活动挡板控制散热孔大小；若f1<f<f2，且P>P1则通过调整第一或第二活动挡板控制散热孔大小；若f>f2，且P>P1则通过调整第一和第二活动挡板控制散热孔大小。
对于电磁屏蔽功能，理论上，要屏蔽波长为λ的电磁波，需要使用孔径小于λ/4的屏蔽网；对于散热功能，散热孔的有效面积越大，散热效果越好。本实施例采用常用的蜂窝孔设计实现机壳散热区，蜂窝孔半径为r，同时重叠安装两片与蜂窝孔相同孔径的活动挡板，其中一片活动挡板只允许水平方向移动(即相对于机壳散热区左右移动)，另一片只允许垂直方向移动(即相对于机壳散热区上下移动)，且两片活动挡板的绝对移动距离与蜂窝孔半径相同，利用活动挡板的移动使活动挡板蜂窝孔与机壳散热区蜂窝孔交错，实现调整散热孔大小的目的。
执行部件负责活动挡板的移动控制，可以有以下两种实现方式：
方式1、采用电磁继电器。
用电磁继电器(或电磁阀)原理实现活动挡板移动控制，此时每片活动挡板只设计2个位置点，即活动挡板与机壳蜂窝孔重合、活动挡板蜂窝孔与机壳蜂窝孔错开蜂窝孔半径的长度。其中，电磁铁的铁芯及线圈安装在机壳上，衔铁安装在活动挡板的一侧，并设计铁芯与衔铁间距为蜂窝孔半径r。
以水平移动的活动挡板为例，如图4所示，分界线左侧电磁铁及线圈安装在机壳左侧内表面，分界线右侧为活动区，活动挡板的左边缘安装衔铁，活动挡板的右边缘通过弹簧安装在机壳右侧内表面，用于在铁芯与线圈断电后使活动挡板位置自回复，即复位。当电磁铁的线圈不通电时，铁芯与衔铁分开，此时的活动挡板蜂窝孔与机壳蜂窝孔重合，散热效果最好；当电磁铁的线圈通电后，铁芯与衔铁吸合，带动活动挡板向左移动，移动距离为r，使散热孔径减小，此时电磁屏蔽效果好。同理，另一个方向的电磁铁吸合会进一步减小机壳蜂窝孔孔径。
方式2、采用电机。
活动挡板可处于0到r的任意位置，活动挡板的控制可采用普通小型电机加执行机构实现，相当于直线电机，此方案实现较复杂。本实施例优选直线电机直接带动活动挡板实现活动挡板的移动。例如，通过在机壳左侧内表面安装第一直线电机使一个活动挡板相对机壳散热区在0到r的任意位置左右移动，通过在机壳内部下面表安装第二直线电机使另一个活动挡板相对机壳散热区在0到r的任意位置上下移动，最终通过两个活动挡板所处的不同位置，得到更多可选的目标孔径。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
本发明提高了电子系统对工作环境适应的灵活性，即产品无需重新设计和更换任何部件即可在各种电磁干扰环境及不同温度下稳定工作。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽方法，其特征在于，包括：
检测电子设备机壳内的温度信息和所述电子设备当前所处环境的干扰电磁波信息；
根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径，其具体包括：
根据检测得到的干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的最大孔径；
根据检测得到的温度信息，在小于所述最大孔径的范围内确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径；
根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整的步骤包括：
利用设置在所述电子设备机壳内的执行部件驱动调整部件相对于所述机壳散热区移动，从而将所述机壳散热区的散热孔的孔径调整为目标孔径。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整部件包括：
具有通孔且能够相对机壳散热区左右移动的第一活动挡板和具有通孔且能够相对机壳散热区上下移动的第二活动挡板；
其中，所述第一活动挡板的通孔和所述第二活动挡板的通孔均与机壳散热区的散热孔的孔径相同；
其中，当所述第一活动挡板和所述第二活动挡板位于初始位置时，所述第一活动挡板的通孔、所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔重合；当所述第一活动挡板和/或所述第二活动挡板位于移动后的位置时，所述第一活动挡板的通孔和/或所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔交错。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述执行部件是电机或电磁继电器，通过所述电机或电磁继电器驱动所述第一活动挡板和所述第二活动挡板移动。
5.一种兼顾系统散热的电磁波屏蔽装置，其特征在于，包括：
检测单元，用于检测电子设备机壳内的温度信息和所述电子设备当前所处环境的干扰电磁波信息；
CPU单元，用于根据检测得到的温度信息和干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径，其具体包括根据检测得到的干扰电磁波信息，确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的最大孔径，并根据检测得到的温度信息，在小于所述最大孔径的范围内确定所述电子设备的机壳散热区的散热孔的目标孔径；
机壳散热区孔径调整单元，用于根据所确定的散热孔的目标孔径，对所述电子设备的机壳散热区的散热孔进行调整。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述机壳散热区孔径调整单元：
执行部件，设置在所述电子设备机壳内，用于驱动调整部件移动；
调整部件，设置在所述电子设备机壳内，用于在所述执行部件的驱动作用下相对于所述机壳散热区移动，从而将所述机壳散热区的散热孔的孔径调整为目标孔径。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整部件包括：
第一活动挡板，具有与机壳散热区的散热孔的孔径相同的通孔，且能够相对机壳散热区左右移动；
第二活动挡板，具有与机壳散热区的散热孔的孔径相同的通孔，且能够相对机壳散热区上下移动；
其中，当所述第一活动挡板和所述第二活动挡板位于初始位置时，所述第一活动挡板的通孔、所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔重合；
其中，当所述第一活动挡板和/或所述第二活动挡板位于移动后的位置时，所述第一活动挡板的通孔和/或所述第二活动挡板的通孔、机壳散热区的散热孔交错。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述执行部件是电机或电磁继电器，通过所述电机或电磁继电器驱动所述第一活动挡板和所述第二活动挡板移动。
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