CN213522949U - 用于车载插箱的插件和车载插箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种用于车载插箱的插件和车载插箱。用于车载插箱的插件包括：电路板，所述电路板包括至少两个射频电路区，所述射频电路区内设置有射频电路，所述射频电路为频率小于100MHz的低频射频电路；其中，至少一个所述射频电路区设置有电磁屏蔽电路，所述电磁屏蔽电路用于削弱所述射频电路的电磁干扰；对应至少一个所述射频电路区设置有围绕所述射频电路区的屏蔽线路；电磁屏蔽结构，所述电磁屏蔽结构位于所述电路板设置有屏蔽线路的一侧；所述电磁屏蔽结构包括盖体和设置于所述盖体上的隔离部，所述隔离部与所述屏蔽线路直接接触。与现有技术相比，本实用新型实施例提升了车载插箱的EMC防护效果。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及铁路列车电子设备技术领域，尤其涉及一种用于车载插箱的插件和车载插箱。
背景技术
车载插箱，又称为车载插件箱，是铁路列车中一类重要的车载设备。根据功能需求的不同，可以在车载插箱中配置有相应的插件。在现有技术中，为了满足车载设备电磁屏蔽(Electromagnetic Compatibility，EMC)防护要求，通常将插件和车载插箱组成一个自封闭的EMC防护系统。也就是说，EMC防护重点在于插箱+插件整体防护，以避免车载插箱整体与外界之间相互的电磁干扰 (Electromagnetic Interference，EMI)。
然而，在车载插箱内部，当插件上设置有射频电路时，该射频电路会对车载插箱内部的其他电路造成电磁干扰。以及，由于车载插箱中配置的射频电路多为低频射频电路，其频率应用范围比较低，一般为27MHz左右，因此，对于这些射频电路不做相应的电磁屏蔽设计。这使得插件自身的电路性能和车载插箱内部的其他插件的电路性能都会产生不可预知的电磁干扰影响。由此可见，现有的车载插箱存在EMC防护效果较差的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种用于车载插箱的插件和车载插箱，以提升车载插箱的EMC防护效果。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于车载插箱的插件，包括：
电路板，所述电路板包括至少两个射频电路区，所述射频电路区内设置有射频电路，所述射频电路为频率小于100MHz的低频射频电路；其中，至少一个所述射频电路区设置有电磁屏蔽电路，所述电磁屏蔽电路用于削弱所述射频电路的电磁干扰；对应至少一个所述射频电路区设置有围绕所述射频电路区的屏蔽线路；
电磁屏蔽结构，所述电磁屏蔽结构位于所述电路板设置有屏蔽线路的一侧；所述电磁屏蔽结构包括盖体和设置于所述盖体上的隔离部，所述隔离部与所述屏蔽线路直接接触。
可选地，所述射频电路区包括第一射频电路区；所述第一射频电路区设置有所述电磁屏蔽电路，以及对应设置有围绕所述第一射频电路区的屏蔽线路；
所述电磁屏蔽结构的隔离部与所述第一射频电路区对应的屏蔽线路直接接触。
可选地，所述射频电路区包括第二射频电路区和第三射频电路区；所述第二射频电路区设置有所述电磁屏蔽电路；
对应所述第三射频电路区设置有围绕所述第三射频电路区的屏蔽线路；所述电磁屏蔽结构的隔离部与所述第三射频电路区对应的屏蔽线路直接接触。
可选地，所述第三射频电路区的数量为至少两个；所述隔离部将所述盖体分为至少两个屏蔽区，所述屏蔽区与所述第三射频电路区对应，所述电磁屏蔽结构的隔离部与所述第三射频电路区对应的屏蔽线路直接接触。
可选地，所述电磁屏蔽电路包括LC串联模块和LC并联模块；
其中，所述LC串联模块串联连接于所述射频电路的输出端和射频接头之间；所述LC并联模块连接于所述LC串联模块和接地端之间。
可选地，所述LC串联模块的数量为至少两个，所述LC并联模块的数量为至少两个。
可选地，所述隔离部的厚度小于所述屏蔽线路的宽度。
可选地，所述电路板上设置有第一螺钉孔，所述盖体上设置有第二螺钉孔，所述第二螺钉孔与所述第一螺钉孔对应；所述盖体与所述电路板通过螺钉固定。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种如本实用新型任意实施例所述的插件。
本实用新型实施例设置电磁屏蔽电路和电磁屏蔽结构混合应用，从而提升插件的电磁屏蔽效果。其中，电磁屏蔽电路能够从源头上减少射频电路产生的电磁干扰；电磁屏蔽结构具有独立屏蔽区，相当于通过机械结构将不同的射频电路隔开。以及本实用新型实施例设置屏蔽线路围绕射频电路区，且使电磁屏蔽结构和屏蔽线路直接接触，以通过电磁屏蔽结构的隔离部和电路板上的隔离带重合，有利于从电路板的角度配合机械结构实现电磁屏蔽，使各个射频电路区的信号相互隔离，互不干扰，达到电磁防护的效果。另外，由于本实用新型实施例中的射频电路的频率为低频射频电路，因此，直接通过电磁屏蔽结构和屏蔽线路直接接触，即可实现较好的电磁屏蔽效果，无需在电磁屏蔽结构和屏蔽线路之间设置导电胶密封连接。由此可见，本实用新型实施例通过电子电路的方法和机械结构的方法结合来解决各射频电路的电磁屏蔽问题，在实际应用中可以根据需要灵活设置电磁屏蔽电路和电磁屏蔽结构，以提升车载插箱的 EMC防护效果。因此，本实用新型实施例实现了电磁屏蔽效果好和通用性较强的效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种用于车载插箱的插件的结构示意图；
图2为图1中的电磁屏蔽结构的内部结构示意图；
图3为图1去除电磁屏蔽结构后的结构示意图；
图4为图3中区域A1的放大结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种车载插箱电路板和电磁屏蔽结构组装的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的一种电磁屏蔽电路的结构示意图；
图7为本实用新型实施例提供的一种车载插箱的插件的电磁干曲线扰示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
本实用新型实施例提供了一种用于车载插箱的插件。图1为本实用新型实施例提供的一种用于车载插箱的插件的结构示意图，图2为图1中的电磁屏蔽结构的内部结构示意图，图3为图1去除电磁屏蔽结构后的结构示意图，图4 为图3中区域A1的放大结构示意图。参见图1-图4，用于车载插箱的插件包括：电路板10和电磁屏蔽结构20。电路板10包括至少两个射频电路区11，射频电路区11内设置有射频电路，射频电路为频率小于100MHz的低频射频电路；其中，至少一个射频电路区11设置有电磁屏蔽电路14，电磁屏蔽电路14用于削弱射频电路的电磁干扰；对应至少一个射频电路区11设置有围绕射频电路区 11的屏蔽线路。电磁屏蔽结构20位于电路板10设置有屏蔽线路的一侧；电磁屏蔽结构20包括盖体21和设置于盖体21上的隔离部22，隔离部22与屏蔽线路直接接触。
其中，电路板10上设置有多个电子元器件12，射频电路区11内的电子元器件12以及电路板10上与该电子元器件12连接的导线构成该射频电路区11 内的射频电路。不同射频电路区11的射频电路用于输入或输出不同的射频信号，因此，各射频电路之间，以及射频电路和其他电路之间存在电磁干扰。图1中示例性地示出了电路板10包括五个射频电路区，在其他实施例中，还可以设置电路板包括两个、三个、四个、六个或更多的射频电路区，在实际应用中可以根据需要进行设定。低频射频电路是指频率小于100MHz射频电路，可选地，频率范围为[20MHz，40MHz]，具体地，在车载插箱电路板上的射频电路的频率约为27MHz。
电磁屏蔽电路14是指能够减少射频电路中不需要的谐波，削弱射频电路发出的电磁干扰的电路。可选地，电磁屏蔽电路14为滤波电路。电磁屏蔽电路 14能够减少射频电路中的谐波，从而减少电磁干扰的产生，减少射频电路对其他电路的电磁干扰和影响。
屏蔽线路是指围绕射频电路区11的导线，相当于在射频电路区11周围设置的隔离带，用以在电路板10内部实现不同射频电路区之间的电磁屏蔽。示例性地，电路板10对应屏蔽线路的位置开窗，以使屏蔽线路表面裸露，从而有利于隔离部22与屏蔽线路直接接触，实现电性导通。可选地，屏蔽线路的材料与线路板10上的其他线路的材料相同，屏蔽线路例如可以是线路板10上的铺铜线路。
电磁屏蔽结构20是指罩于电路板10上，用于对电路板10上的射频电路进行电磁屏蔽的机械结构。隔离部22和盖体21可以围合成凹槽，以形成容纳电路板10上的电子元器件12的空间。
本实用新型实施例设置电磁屏蔽电路14和电磁屏蔽结构混合应用，从而提升插件的电磁屏蔽效果。其中，电磁屏蔽电路14能够从源头上减少射频电路产生的电磁干扰；电磁屏蔽结构20具有独立屏蔽区，相当于通过机械结构将不同的射频电路隔开。以及本实用新型实施例设置屏蔽线路围绕射频电路区11，且使电磁屏蔽结构20和屏蔽线路直接接触，以通过电磁屏蔽结构20的隔离部22 和电路板10上的隔离带重合，有利于从电路板10的角度配合机械结构实现电磁屏蔽，使各个射频电路区11的信号相互隔离，互不干扰，达到电磁防护的效果。另外，由于本实用新型实施例中的射频电路的频率为低频射频电路，因此，直接通过电磁屏蔽结构20和屏蔽线路直接接触，即可实现较好的电磁屏蔽效果，无需在电磁屏蔽结构20和屏蔽线路之间设置导电胶密封连接。
由此可见，本实用新型实施例通过电子电路的方法和机械结构的方法结合来解决各射频电路的电磁屏蔽问题，在实际应用中可以根据需要灵活设置电磁屏蔽电路14和电磁屏蔽结构，以提升车载插箱的EMC防护效果。因此，本实用新型实施例实现了电磁屏蔽效果好和通用性较强的效果。
在上述各实施例的基础上，射频电路区11中设置电磁屏蔽电路14和电磁屏蔽结构的具体方式有多种，下面就其中的几种进行说明，但不作为对本实用新型的限定。
继续参见图1-图4，在本实用新型的一种实施方式中，可选地，射频电路区11包括第一射频电路区111，第一射频电路区111设置有电磁屏蔽电路14，以及对应设置有围绕第一射频电路区111的屏蔽线路；电磁屏蔽结构20的隔离部22与第一射频电路区111对应的屏蔽线路直接接触。本实用新型实施例既在第一射频电路区111内设置电磁屏蔽电路14，又对应第一射频电路区设置电磁屏蔽结构20，相当于对第一射频电路区111中的射频电路进行双重EMC防护，从而有利于进一步提升插件的EMC防护效果。
继续参见图1-图4，在本实用新型的一种实施方式中，可选地，射频电路区11包括第二射频电路区(图中未示出)和第三射频电路区113；第二射频电路区设置有电磁屏蔽电路14；对应第三射频电路区113设置有围绕第三射频电路区113的屏蔽线路；电磁屏蔽结构20的隔离部22与第三射频电路区113对应的屏蔽线路直接接触。本实用新型实施例仅在第二射频电路区内设置电磁屏蔽电路，能够减小设置电磁屏蔽结构20所占用的空间；仅对应第三射频电路区 113设置电磁屏蔽结构20，有利于减小设置电磁屏蔽电路所占用的电路板10的面积。
继续参见图1-图4，在本实用新型的一种实施方式中，可选地第一射频电路区111和第三射频电路区113的总量为至少两个；图4中，示例性地，位于下部的两个射频电路区11为第一射频电路区111，位于上部的三个射频电路区 11为第三射频电路区113。隔离部22将盖体21分为至少两个屏蔽区，屏蔽区分别与第一射频电路区111、第三射频电路区113对应，电磁屏蔽结构20的隔离部22与第一射频电路区111、第三射频电路区113对应的屏蔽线路直接接触。
其中，隔离部22将盖体21分为至少两个屏蔽区是指，隔离部22作为屏蔽区的分界线，隔离部22和盖体21可以围合成至少两个凹槽。图2中示例性地示出了电磁屏蔽结构20包括五个凹槽，即五个屏蔽区。本实用新型实施例设置具有独立屏蔽区的电磁屏蔽结构20，相当于通过机械结构将不同的射频电路隔开，实现了成本低、电磁屏蔽效果好和通用性较强的效果。
在上述各实施例的基础上，可选地，隔离部22通过屏蔽线路接入固定电位。优选地，隔离部22通过屏蔽线路接地。其中，电路板10上设置有多种信号线路，在实际应用中，各信号线路会连接不同的电信号。本实用新型实施例设置屏蔽线路接入固定电位，可以使得电磁屏蔽结构20整体接入固定电位，从而保持电磁屏蔽结构20的电位稳定，进一步提升电磁屏蔽性能。
在上述各实施例的基础上，可选地，隔离部22的厚度小于屏蔽线路的宽度。这样设置，有利于避免因电路板10上的电子元器件12影响电磁屏蔽结构10的组装的问题。可选地，屏蔽线路的宽度范围为[1.5mm，2.5mm]；隔离部22的厚度范围为[1mm，2mm]。例如，由于电路板10上的空间限制，各射频电路区域之间的屏蔽线路的宽度较小，为2mm，那么，相应地设置电磁屏蔽结构20 的隔离部22的厚度为1.5mm。
在上述各实施例的基础上，可选地，围绕每个射频电路区11的屏蔽线路的数量为至少一圈；对应同一射频电路区11的隔离部22与至少一圈屏蔽线路直接接触。例如，屏蔽线路的数量为两圈，隔离部22与外圈屏蔽线路接触，或者与内圈屏蔽线路接触；又如，屏蔽线路的数量为三圈，隔离部22与中圈屏蔽线路接触。
在上述各实施例的基础上，可选地，电磁屏蔽结构20的材料包括铝、及其合金中的至少一种；屏蔽线路的材料包括铜、及其合金中的至少一种。其中，采用铝或铝合金的材料作为电磁屏蔽结构，其质量较轻，有利于在满足车载插箱电路板的重量要求的基础上，提高插件的整体性能。
继续参见图1-图4，在上述各实施例的基础上，可选地，插件还包括射频接头40和接插件50。其中，电路板10包括相对设置的第一端部和第二端部，射频接头40设置于电路板10的第一端部，射频接头10用于与外部电路连接；接插件50设置于电路板的第二端部，接插件用于插入车载插箱内。
图5为本实用新型实施例提供的一种车载插箱电路板和电磁屏蔽结构组装的结构示意图。结合图2和图5，在上述各实施例的基础上，可选地，电路板 10上设置有第一螺钉孔13，盖体21上设置有第二螺钉孔23，第二螺钉孔23 与第一螺钉孔对应13；盖体21与电路板10通过螺钉固定。示例性地，螺钉30 从电路板10的背面依次通过第一螺钉孔13和第二螺钉孔23，从而通过螺钉30 将电路板10和电磁屏蔽结构20连接固定在一起。本实用新型实施例通过简单的机械设计，实现了电路板10和电磁屏蔽结构20的固定连接，实现了结构简单、拆装方便、连接牢固的效果。
在上述各实施例的基础上，可选地，电磁屏蔽电路的设置方式有多种，下面对电磁屏蔽电路的设置方式进行说明，但不作为对本实用新型的限定。
图6为本实用新型实施例提供的一种电磁屏蔽电路的结构示意图。参见图 6，在本实用新型的一种实施方式中，可选地，电磁屏蔽电路14包括LC串联模块141和LC并联模块142；LC串联模块141串联连接于射频电路的输出端和射频接头40之间；LC并联模块142连接于LC串联模块141和接地端之间。
其中，LC串联模块141包括串联连接的第一电感L1和第一电容C1，LC 并联模块142包括并联连接的第二电感L2和第二电容C2。本实用新型实施例这样设置，通过LC串联模块141和LC并联模块142可以实现滤波功能，从而减少射频电路中的谐波，减少电磁干扰的产生，减少射频电路对其他电路的电磁干扰和影响。且LC串联模块141和LC并联模块142结构简单，易于实现。
继续参见图6，可选地，LC串联模块141的数量为至少两个，LC并联模块142的数量为至少两个，这样，相当于多级电磁屏蔽，有利于提升电磁屏蔽效果。可选地，可以设置第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2和第二电容 C2的参数根据滤除谐波的次数进行设定。
在上述各实施例的基础上，实用新型人对本实用新型实施例的电磁屏蔽效果进行了性能测试。图7为本实用新型实施例提供的一种车载插箱的插件的电磁干扰曲线示意图。示例性地，选取测试点T1的频率为6MHz，测试点T2的频率为11.05MHz，测试点T3的频率为16.05MH在，测试点T4的频率为 27.09MHz。其中，在测试点T1，在未设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为 -31dB，设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为-35dB，电磁干扰改善4dB；在测试点T2，在未设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为-2.3dB，设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为-2.4dB，电磁干扰改善0.1dB；在测试点T3，在未设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为-2.7dB，设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为-2.6dB，电磁干扰改善0.1dB；在测试点T4，在未设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为-61dB，设置电磁屏蔽结构的情况下，电磁干扰为-75dB，电磁干扰改善14dB。因此，结合车载插箱中的插件频率约为27MHz，本实用新型实施例能够改善14dB的电磁干扰，改善效果较好。
本实用新型实施例还提供了一种车载插箱，该车载插箱包括至少一个如本实用新型任意实施例所提供的插件，其技术原理和产生的效果类似，这里不再赘述。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种用于车载插箱的插件，其特征在于，包括：
电路板，所述电路板包括至少两个射频电路区，所述射频电路区内设置有射频电路，所述射频电路为频率小于100MHz的低频射频电路；其中，至少一个所述射频电路区设置有电磁屏蔽电路，所述电磁屏蔽电路用于削弱所述射频电路的电磁干扰；对应至少一个所述射频电路区设置有围绕所述射频电路区的屏蔽线路；
电磁屏蔽结构，所述电磁屏蔽结构位于所述电路板设置有屏蔽线路的一侧；所述电磁屏蔽结构包括盖体和设置于所述盖体上的隔离部，所述隔离部与所述屏蔽线路直接接触。
2.根据权利要求1所述的用于车载插箱的插件，其特征在于，所述射频电路区包括第一射频电路区；所述第一射频电路区设置有所述电磁屏蔽电路，以及对应设置有围绕所述第一射频电路区的屏蔽线路；
所述电磁屏蔽结构的隔离部与所述第一射频电路区对应的屏蔽线路直接接触。
3.根据权利要求1所述的用于车载插箱的插件，其特征在于，所述射频电路区包括第二射频电路区和第三射频电路区；所述第二射频电路区设置有所述电磁屏蔽电路；
对应所述第三射频电路区设置有围绕所述第三射频电路区的屏蔽线路；所述电磁屏蔽结构的隔离部与所述第三射频电路区对应的屏蔽线路直接接触。
4.根据权利要求3所述的用于车载插箱的插件，其特征在于，所述第三射频电路区的数量为至少两个；所述隔离部将所述盖体分为至少两个屏蔽区，所述屏蔽区与所述第三射频电路区对应，所述电磁屏蔽结构的隔离部与所述第三射频电路区对应的屏蔽线路直接接触。
5.根据权利要求1所述的用于车载插箱的插件，其特征在于，所述电磁屏蔽电路包括LC串联模块和LC并联模块；
其中，所述LC串联模块串联连接于所述射频电路的输出端和射频接头之间；所述LC并联模块连接于所述LC串联模块和接地端之间。
6.根据权利要求5所述的用于车载插箱的插件，其特征在于，所述LC串联模块的数量为至少两个，所述LC并联模块的数量为至少两个。
7.根据权利要求1所述的用于车载插箱的插件，其特征在于，所述隔离部的厚度小于所述屏蔽线路的宽度。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于车载插箱的插件，其特征在于，所述电路板上设置有第一螺钉孔，所述盖体上设置有第二螺钉孔，所述第二螺钉孔与所述第一螺钉孔对应；所述盖体与所述电路板通过螺钉固定。
9.一种车载插箱，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-8所述的插件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: BEIJING RAILWAY SIGNAL Co.,Ltd. Assignor: CRSC RESEARCH & DESIGN INSTITUTE GROUP Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980035234 Denomination of utility model: Plugins and Car Plugins for Car Plugins Granted publication date: 20210622 License type: Common License Record date: 20230504 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |