工控机振动设计 工控机的EMC设计流程

小编 2024-10-07 产品查询 23 0

工控机的EMC设计流程

工控机基本教程之工控机的EMC设计,世界大多数发达国家都制定了EMC标准,销往该国家或地区的电子产品必须要符合相应的EMC标准,并通过其认证才可以。其中比较知名的认证有美国的FCC认证、日本的VCCI认证、欧盟的CE认证,以及我们中国的3C认证等。

工控机作为电子产品,自然也要通过苛刻的认证。下面我们来解释一个好的工控机如何进行EMC设计的。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,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。因此工控机机箱的EMC设计变得更为重要了。

1、散热口的EMC设计

首先我们明确一个概念,无论对内还是对外,对付电磁辐射最好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,电磁屏蔽的效果都很好。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。商用PC为何多采用圆形孔径,恐怕只有商用PC厂商明白吧。

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0.25(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。

现在商用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,一些高档商用PC在机箱的接缝处留有EMI弹片设计。

但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。工控机采用的机箱材料为1.2mm的优质钢板,本身具有好的抗形变特性,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。好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为严格的环境,例如军工行业,我们会推荐客户在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好的一个重要指标,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,例如海上的海盐、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。

而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。但是正所谓成也萧何、败也萧何,正是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。

工控主板的三防防尘、防震、防水设计_联智通达

工控主板的三防是指防尘、防震、防水 设计。

1. 防尘设计:主要是为了防止灰尘或其他颗粒物进入主板,影响其性能和稳定性。通常会采用封闭或半封闭的设计,将主板包裹起来,以减少灰尘和其他颗粒物的进入。

2. 防震设计:为了防止在使用过程中由于振动而造成主板的物理损伤。会采用特殊的抗震材料和设计,如减震垫、抗震支架等,减少使用过程中的振动和冲击。

3. 防水设计:防止水分进入主板,影响其电气性能和稳定性。会采用特殊的防水材料和设计,如防水涂层、防水胶条等,减少水分进入主板的可能性。

以上内容仅供参考,建议咨询工控机方面的专业人士获取更准确的信息。

联智通达是一家以工业主板底层研发为基础的集自主研发、生产、销售为一体的工控、服务器、边缘计算产品提供商与整体解决方案服务商。公司拥有13年工业主板研发积累,累计出货量超过40万。

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