CN115209658A - 一种屏蔽开关电源的盒体及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种屏蔽开关电源的盒体及电子设备，盒体包括主体、上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板分别与所述主体的上端面和下端面贴合并紧固连接，所述主体的上端面和下端面上均沿周圈设置有密封凹槽，所述密封凹槽内设置有导电填充材料；所述主体上开设有若干通孔，所述通孔内安装有低通滤波器。本发明的屏蔽开关电源的盒体，屏蔽效果好，可以满足射电望远镜等高精度高敏感度设备的电磁屏蔽要求。

Description

一种屏蔽开关电源的盒体及电子设备

技术领域

本发明涉及防电磁干扰技术领域，更具体地涉及一种屏蔽开关电源的盒体及电子设备。

背景技术

开关电源(SMPS)作为电子设备的供电装置，具有体积小、重量轻、效率高等优点，在数字电路中得到了广泛的应用，例如其经常被用在射电望远镜中。射电望远镜通常通过观测外部谱线(例如中性氢21厘米谱线)来研究星际中性氢原子分布、银河系和河外星系结构，其所观测到的谱线属于L波段，频率范围为1～2GHz，波长范围为30～15厘米。开关电源工作在高频开关状态，其产生的干扰频率可以达到1～2GHz，从而发出L波段的电磁辐射，该电磁辐射将被射电望远镜观测到，其将与外部谱线相混淆而影响观测结果；另一方面，外部谱线也会影响开关电源的工作稳定性。此外，电网携带的电磁噪声也会通过电源线进入开关电源，从而影响其工作稳定性；经过开关电源处理后的低压直流电也会存在电磁噪声，影响射电望远镜等高精度高敏感度设备的工作精度。因此抑制开关电源本身的电磁噪声，同时提高其对电磁干扰的抗扰性，以保证电子设备能够长期安全可靠地工作，是开发和设计开关电源的一个重要课题。

屏蔽效能(SE)是衡量设备电磁兼容性能的重要指标，尤其在高频段更应注重设备的电磁兼容性。屏蔽效能的定义为在同一激励电平下，空间某点处无屏蔽时电场强度E1与有屏蔽时电场强度E2之比。实际应用中这个比值很大，一般用分贝来表示。对于箱体电磁屏蔽的要求，SE小于30dB时为差；SE为30～60时为中等，可用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽；90dB以上为优，用于要求苛刻的高精度高敏感度产品，比如射电天文观测领域。

在目前的实际应用中，由于开关电源产品本身通过了3C认证，具有很好的电磁兼容性，一般不会对其进行专门的屏蔽，而是直接同其他设备一起放入屏蔽机柜，但仍无法避免设备间潜在的干扰问题，无法满足射电望远镜等高精度高敏感度设备的电磁屏蔽要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屏蔽开关电源的盒体及电子设备，以满足射电望远镜等高精度高敏感度设备的电磁屏蔽要求。

本发明一方面提供一种屏蔽开关电源的盒体，包括主体、上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板分别与所述主体的上端面和下端面贴合并紧固连接，所述主体的上端面和下端面上均沿周圈设置有密封凹槽，所述密封凹槽内设置有导电填充材料；所述主体上开设有若干通孔，所述通孔内安装有低通滤波器。

进一步地，所述密封凹槽为长方形槽、半圆形槽或底部为半圆形的方槽。

进一步地，所述导电填充材料为导电橡胶或弹性金属粉末复合材料。

进一步地，所述上盖板、所述下盖板和所述主体的上端面和下端面上均设置有螺钉孔，所述上盖板和所述下盖板分别通过所述螺钉孔与所述主体螺钉连接。

进一步地，所述螺钉孔沿所述上盖板、所述下盖板和所述主体周圈均匀设置，且相邻两螺钉孔的间隙不大于3cm。

进一步地，所述通孔有四个，分别位于所述主体的两侧。

进一步地，所述低通滤波器为穿心电容且其外壳在所述通孔内与所述主体螺纹连接。

进一步地，所述上盖板、所述下盖板和所述主体均采用铝合金方管制成。

本发明的屏蔽开关电源的盒体，上盖板、下盖板与主体之间通过密封槽和导电填充材料实现密封和导电并通过螺钉紧固，形成一个连续完整的导电体，从而更好地屏蔽辐射干扰；通过低通滤波器过滤高频信号，从而屏蔽传导干扰。本发明的盒体屏蔽效果好，可以满足射电望远镜等高精度高敏感度设备的电磁屏蔽要求。

本发明另一方面提供一种电子设备，包括公共电源、用电设备和如上所述的屏蔽开关电源的盒体，所述盒体内设置有开关电源，所述开关电源的外壳与所述主体通过导体连接，并共同接地，所述开关电源还与所述主体上的低通滤波器电连接；所述公共电源和所述用电设备分别与所述主体上的低通滤波器电连接，形成回路。

进一步地，所述用电设备为射电望远镜。

本发明的电子设备，采用屏蔽开关电源的盒体，可以屏蔽开关电源，避免用电设备和开关电源之间发生相互干扰，从而保证电子设备正常稳定运行。

附图说明

图1为根据本发明实施例的屏蔽开关电源的盒体的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的屏蔽开关电源的盒体去除上盖板并安装低通滤波器后的示意图；

图3是图2的局部放大图；

图4是根据本发明另一实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种屏蔽开关电源的盒体，包括主体10、上盖板20和下盖板30，主体10具有上开口和下开口，上盖板20和下盖板30分别与主体10的上端面和下端面贴合并紧固连接，从而遮盖上开口和下开口，形成一个封闭的盒体；主体10用于容置开关电源，其上开设有若干通孔11，如图2所示，每个通孔11内均安装有低通滤波器12，主体10内的开关电源通过低通滤波器与外部设备电连接，从而过滤掉高频信号(包括L波段)，避免其对外部设备产生电磁干扰。

在本实施例中，通孔11有四个，主体10的两侧各设置有两个，低通滤波器12固定在通孔11内，且在主体10内外均有连接端，主体10内的连接端与开关电源连接，主体10外的连接端分别与公共电源和用电设备电连接，从而形成回路。低通滤波器12可毫无衰减地把50Hz、400Hz等直流或者低频电源传送给用电设备，却显著地衰减经电源线传入的传导骚扰信号，保护用电设备免受其害；同时，其又能大大抑制用电设备产生的骚扰信号，防止其进入公共电源，危害其他设备。

低通滤波器12外壳在通孔11内与主体10螺纹连接，从而在安装后密封该通孔11，保证屏蔽效果。

低通滤波器12为穿心电容，其由金属薄膜卷绕而成，其具有两个端片，其中一个与中心导电杆焊接在一起，另一个则与电容器外壳焊在一起作为接地端。穿心电容是一种短引线电容器，它的特殊结构使其自谐振频率可达1GHz以上，因此可以用于高频滤波，其具有价格低廉、安装方便的优点。

如图3所示，在主体10的上端面沿周圈设置有密封凹槽13，密封凹槽13内放置有导电填充材料14，一方面保证上盖板20和主体10的密封性，另一方面可以保证整个盒体的导电连续性，从而使屏蔽效果更好。

主体10的上端面和上盖板20上还设置有螺钉孔15，通过这些螺钉孔15实现上盖板20和主体10之间的螺钉连接，这样可以使上盖板20和主体10之间完全密封，屏蔽效果更好，满足射电望远镜等高精度高敏感度设备的电磁屏蔽要求。保守情况下，相邻螺钉与上盖板20和主体10之间会形成一条缝隙，当缝隙长度接近工作波长时，就会成为电磁波辐射器，即缝隙天线，这样容易造成电磁泄漏。因此，对于缝隙，一般要求最大线性尺寸不低于λ/5，λ为最小工作波长。例如对于2GHz的电磁波，λ＝15cm，那么缝隙长度需要小于3cm，理论上来说，缝隙越短越好，即螺钉越密越好，但实际应用要考虑上盖板的结构强度，螺钉和螺钉孔越多，其边缘强度大大减小，再加上螺钉和导电填充材料提供的较大预紧力，可能导致其变形而不能达到工程使用的效果，因此螺钉孔15的数量是需要综合考虑确定的。在本实施例中，螺钉孔15沿主体10和上盖板20周圈均匀设置，且相邻两螺钉孔的间隙不大于3cm。

密封凹槽13可以为长方形槽、半圆形槽或底部为半圆的方槽。

导电填充材料14为导电橡胶，其界面为圆形，且直径大于密封凹槽13的深度，这样，其一方面可以提供连接螺钉的预紧力，另一方面可以增加整个盒体的导电连续性，从而使屏蔽效果更好。

在其他可行的实施方式中，导电填充材料14也可以替换成弹性金属粉末复合材料。

主体10的下端面上也设置有密封凹槽，密封凹槽内设置有导电填充材料，下盖板30和主体10的下端面上设置有螺钉孔，下盖板30与主体10的下端面螺钉连接，其结构与上端面相同，此处不再赘述。

上盖板20、下盖板30与主体10的贴合面均采用高精度铣床加工，以保证其具有较好的平面度。

在本实施例中，主体10由铝合金方管加工而成，上盖板20和下盖板30均为由同规格方管加工形成，其材料等级均为铝合金全新国标原锭生产，银白色。由于铝合金方管为现有的产品，成本较低，本发明的盒体只需在此基础上进行一些加工即可制成，使得盒体的制造成本也较低，可以实现批量化生产。

为方便将开关电源放入盒体中，在本实施例中，铝合金方管截面外尺寸为100×200mm，厚度为5mm，长度选取200mm，盖板直接利用同一规格方管加工而成，其尺寸为200×100×5mm。

本发明的盒体不设置散热孔，依靠铝合金良好的导热性采用风冷散热，因此，在安装好后，该盒体完全密封，可视为一个连续完整的导电体，屏蔽效果更好。

本发明实施例的屏蔽开关电源的盒体，上盖板20、下盖板30与主体10之间通过密封槽和导电填充材料实现密封和导电并通过螺钉紧固，形成一个连续完整的导电体，从而更好地屏蔽辐射干扰；通过低通滤波器12过滤高频信号，从而屏蔽传导干扰。本发明实施例的盒体屏蔽效果好，可以满足射电望远镜等高精度高敏感度设备的电磁屏蔽要求。

如图4所示，本发明另一实施例提供一种电子设备，包括公共电源40、用电设备50和上一实施例所述的屏蔽开关电源的盒体，盒体的主体10内设置有开关电源60，开关电源60的外壳与主体10用导体连接，然后共同接地，消除电子设备的对地电压差；开关电源60还与主体10上的低通滤波器12电连接，公共电源40和用电设备50分别与主体10两侧的低通滤波器12电连接，从而形成回路，这样即可实现公共电源40、开关电源60和用电设备50三者之间的连接，由于盒体的屏蔽，开关电源60的电磁辐射不会干扰用电设备50，用电设备50的电磁辐射也不会干扰开关电源，从而保证电子设备的正常运行。

用电设备50可以为射电观测设备，例如射电望远镜。

本发明实施例提供的电子设备，采用上一实施例的屏蔽开关电源的盒体，可以屏蔽开关电源60，避免用电设备50和开关电源60之间发生相互干扰，从而保证电子设备正常稳定运行。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，包括主体、上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板分别与所述主体的上端面和下端面贴合并紧固连接，所述主体的上端面和下端面上均沿周圈设置有密封凹槽，所述密封凹槽内设置有导电填充材料；所述主体上开设有若干通孔，所述通孔内安装有低通滤波器。

2.根据权利要求1所述的屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，所述密封凹槽为长方形槽、半圆形槽或底部为半圆形的方槽。

3.根据权利要求2所述的屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，所述导电填充材料为导电橡胶或弹性金属粉末复合材料。

4.根据权利要求1所述的屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，所述上盖板、所述下盖板和所述主体的上端面和下端面上均设置有螺钉孔，所述上盖板和所述下盖板分别通过所述螺钉孔与所述主体螺钉连接。

5.根据权利要求4所述的屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，所述螺钉孔沿所述上盖板、所述下盖板和所述主体周圈均匀设置，且相邻两螺钉孔的间隙不大于3cm。

6.根据权利要求1所述的屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，所述通孔有四个，分别位于所述主体的两侧。

7.根据权利要求1所述的屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，所述低通滤波器为穿心电容且其外壳在所述通孔内与所述主体螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的屏蔽开关电源的盒体，其特征在于，所述上盖板、所述下盖板和所述主体均采用铝合金方管制成。

9.一种电子设备，其特征在于，包括公共电源、用电设备和如权利要求1-8任一项所述的屏蔽开关电源的盒体，所述盒体内设置有开关电源，所述开关电源的外壳与所述主体通过导体连接，并共同接地，所述开关电源还与所述主体上的低通滤波器电连接；所述公共电源和所述用电设备分别与所述主体上的低通滤波器电连接，形成回路。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述用电设备为射电望远镜。

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