CN113286506A

CN113286506A - 新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置

Info

Publication number: CN113286506A
Application number: CN202110646469.2A
Authority: CN
Inventors: 张劲松; 张云龙
Original assignee: Beijing Ying Xiang Orient Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Ying Xiang Orient Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2021-08-20

Abstract

本发明公开了一种新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置，包括外壳通风口、内屏蔽罩、波导窗和风扇，所述外壳通风口的通风孔分上下两层方块形交错互补式排列，所述内屏蔽罩是垂直机壳的四面封闭、一个侧面上开通风孔的槽型结构，波导窗位于内屏蔽罩的通风孔的外侧与内屏蔽罩的通风孔相通，风扇安装在波导窗外侧。本发明既完好的保留了非密闭外壳设备热功率设计要求的散热性能，又提供了较高的屏蔽效能。除了满足一般民用设备要求，在一些特殊领域同样适用。

Description

新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置

技术领域

本发明涉及电磁兼容技术领域，特别涉及一种新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置。

背景技术

电磁兼容(EMC)是指电子设备既不对处于其环境中的其他设备造成干扰(EMI)，也不受其环境中其他设备干扰的能力(EMS)。EMC涉及电磁能的产生、传输和接收，解决这类问题也是从这三方面入手。

本发明从“干扰”的传输方面出发，提供了一种削弱耦合路径有效性的技术方法。

对于如何解决电子设备中的EMC问题现已有系统且完整的应对方法来应对一般的民用应用场景，实际产品应用中最为公认、应用最广泛的一种方法就是“EMC整改六步法”。该方法在干扰的产生、耦合和接收方向制定了相应措施以保证一般产品的设计要求。“六步法”步骤及流程如下：

第一步：查找确认辐射源的方法有排除法、频谱分析仪频点搜索法、元件固有频率分析法。而排除法包含有拔线法、分区工作排除法、低电压小电流的人体触摸法，区域屏蔽排除法。元件固有频率分析法是指对一些元件的固定频率及其倍频频率分析归类法，如晶振和DDR等元件的工作频率都是固定的。

第二步：滤波一般分为电容滤波、RC滤波和LC滤波等。

第三步：吸收电磁波方法有电路串联磁珠法、绕穿磁环法和贴吸波材料法。使用吸收电磁波方法时要特别注意：辐射超标电磁波频率必须在所使用的吸波材料所吸收电磁波频率范围之内，否则造成吸波法会失效。

第四步：接地法一般分为单点接地法和多点接地法。

第五步：屏蔽法一般有加屏蔽罩屏蔽法、外壳屏蔽法和PCB走线布局屏蔽法。

第六步：能量分散法是指一些被测物的控制软件可利用展频和跳频等技术对能量集中的频段进行展宽频率带宽和跳变频率实现分散频段能量，从而使附加在单点频率上的能量降低，也就是起到了单点频率辐射的电磁波强度降低的功效。故此法对尖峰毛刺形波形的频率辐射超标会起到显著效果，对包络形波形频率辐射超标起不到明显作用。

以上是现有技术方案的详细介绍。本发明从硬件层面最后一道屏障“屏蔽法”入手，在不改变电子设备原各项指标性能的情况下提供两种机壳通风口的处理方法。此方法比以往方法更有效的隔离干扰。

电磁屏蔽效能是由系统中最薄弱的环节决定的，实际产品往往并不是全密闭的全金属(镀金属)外壳，常有一些按键指示灯、交互窗口、进线口和通风口等，这些都是设备外壳的软肋。进线口和窗口现在都有很好的处理措施，但是通风口的处理往往不尽如人意，一般采用吸能材料或者波导窗直接覆盖于通风口。这种方法往往不能起到预期的效果，缺点在于屏蔽效能不够或是通风量不够维持设备散热。这是互斥的两项指标，很难做到二者兼备。现有技术仅能够满足一般场景的常规应用，但是在一些要求严格的特殊领域，就显得力不能支。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于以最简单有效的技术措施使设备满足严格的测试标准，适用于复杂的环境。

本发明采用以下技术方案：一种新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置，包括外壳通风口、内屏蔽罩、波导窗和风扇，所述外壳通风口的通风孔分上下两层方块形交错互补式排列，所述内屏蔽罩是垂直机壳的四面封闭、一个侧面上开通风孔的槽型结构，波导窗位于内屏蔽罩的通风孔的外侧与内屏蔽罩的通风孔相通，风扇安装在波导窗外侧。

优选地，所述外壳通风口的通风孔的长度与散热风扇外尺寸相同。

优选地，所述内屏蔽罩内侧尺寸等于外壳通风口宽度，长度等于外壳通风口长度，高度大于波导窗高度。

优选地，外壳内屏蔽罩与设备外壳之间通过导电胶圈密封。

优选地，波导窗与内屏蔽罩之间用导电胶圈密封。

有益效果：

本发明既完好的保留了非密闭外壳设备热功率设计要求的散热性能，又提供了较高的屏蔽效能。除了满足一般民用设备要求，在一些特殊领域同样适用。

附图说明

图1是EMC整改六步法流程图。

图2是本发明新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置的结构示意图。

图3是通风口尺寸计算流程图。

图4是本发明方法和普通屏蔽方法的屏蔽效果对比图。

具体实施方式

如图2所示，本发明公开了一种新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置。

结构说明：

1、外壳通风口通风孔分上下两层方块形交错互补式排列，长度与热设计选用的散热风扇外尺寸相同，有效通风面积取1/2。比如选4010风扇，叶轮直径是36mm，电机直径21mm。则有效通风面积是671.175mm²，推算出通风口宽约为34mm。

2、内屏蔽罩内屏蔽罩是垂直机壳的四面封闭、一个侧面上开通风孔的槽型结构，孔的大小和数量由风扇通风量决定，即风扇有效通风面积＝通风孔总面积。内尺寸w＝外壳通风口宽度＝34mm，长度＝外壳通风口长度

＝40mm，高度适当大于波导窗即可。外壳屏蔽罩与设备外壳之间用导电胶圈做密封。

3、波导窗和风扇实际波导管的设计并不是完全垂直于通风口表面的，安装时按图2所示纵切视角略微向右下方倾斜安放在内屏蔽罩风口，它们之间用导电胶圈密封，风扇安装在波导窗外侧。

电磁波是一种单频或多频复合的周期性信号，虽然有波长和周期，但是没有固定的形式，幅值只是对它能量强弱的描述并没有实际空间的物理尺寸，所以没法确定传播姿态。考虑一种极端情况就是延图中直角三角形斜边做为路径模型模拟电磁波的传播进而推算出屏蔽结构的物理尺寸。

1截止频率在GJB151A152AEMC测试项目中，最高测试电场频率为40GHz，取它做为截止频率。

2孔距因为波导窗是圆形的，根据公式f₀(MHz)＝6900/r(in)计算得出r＝4.38mm。留出裕量取都＝4mm。

3屏蔽效能对于T类产品，30MHz-230MHz屏蔽效能为70dB，230MHz-1GHz屏蔽效能为60dB。

4波导管长度六角形波导管屏蔽效能A≈32d₂/r。当取A＝70dB，考虑裕量取r＝4mm时，d₂＝8.75mm。

5尺寸特征图2中，r/(d₁+d₂)＝h/(w+d₁+d₂)。取内屏蔽罩壁厚为3mm并将前面得出的值代入得：11.75h＝183，h≈15.6mm。

6绝对尺寸到此所有参数计算完毕，图2中的h仅与最边缘通风孔位置有关。

图4上面是用普通屏蔽方法测得的结果，下面是用本发明改装测得的结果。前后对比可看出该项发明使电场在0-350MHz频率范围内的辐射降低了大约10dBuV,明显提高了屏蔽效能。

本发明的技术方案关键点其一在于双层交错式外壳通风口的设计。其二在于垂直于设备外壳安装的内部屏蔽罩。采取本发明的内屏蔽罩是长方体。其他安装角度、内外形形状以及非平面内表面的形式均与本发明属于同一种设计，只是出于图纸设计、加工难度和复杂度的考虑未做延申。

本发明中使用的波导窗可以用金属丝网、导电海绵来代替，屏蔽效果相当但是散热性不是很好可以增加通风面积来解决。如果将内屏蔽罩内壁加工成棱锥阵列效果会更好。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置，其特征在于，包括外壳通风口、内屏蔽罩、波导窗和风扇，所述外壳通风口的通风孔分上下两层方块形交错互补式排列，所述内屏蔽罩是垂直机壳的四面封闭、一个侧面上开通风孔的槽型结构，波导窗位于内屏蔽罩的通风孔的外侧与内屏蔽罩的通风孔相通，风扇安装在波导窗外侧。

2.根据权利要求1所述的新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置，其特征在于，所述外壳通风口的通风孔的长度与散热风扇外尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置，其特征在于，所述内屏蔽罩内侧尺寸等于外壳通风口宽度，长度等于外壳通风口长度，高度大于波导窗高度。

4.根据权利要求1所述的新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置，其特征在于，外壳内屏蔽罩与设备外壳之间通过导电胶圈密封。

5.根据权利要求1所述的新型电磁屏蔽机壳进/出风口装置，其特征在于，波导窗与内屏蔽罩之间用导电胶圈密封。