气体报警控制器产品结构设计中的EMC缺陷分析

1. 工程案例背景

某气体报警控制器产品，产品结构设计初期未过多考虑电磁兼容设计，导致产品设计出来后电磁兼容标准GB16836中的要求；下面分析该产品结构设计中的EMC缺陷。

2. 产品结构设计问题分析

2.1．问题1分析

【问题描述】通风孔开孔方式处理不当，狭长的条孔屏蔽性能较差，无法有效屏蔽外部干扰；

【问题改善建议】为增强样机的抗扰能力，建议样机的通风开孔由原来的长条孔更改为圆孔，且设计成一定面积的开孔阵列，可采用增加孔深，减小孔直径，同时增加孔密度和数量的方法；通常应用推荐使用孔直径D≤4mm，孔间距L≥6mm；如下图所示：

2.2．问题2分析

【问题描述】机体与LCD屏之间的只通过一块很薄的塑料薄片（2mm）隔离，隔离厚度过小；

【问题改善建议】当进行ESD测试时，与外界隔离厚度较小的LCD屏容易感应到静电枪头的干扰而导致花屏现象；建议将LCD屏与机体通过4mm厚度以上的透明绝缘朔料片进行隔离。

2.3．问题3分析

【问题描述】机体外盖之间搭接仅通过螺钉锁定，且接触面喷涂绝缘漆，如此搭接无法保证各部件间良好的电导性能，存在极大的EMC风险；

【问题改善建议】为确保样机整体的屏蔽效能，各部件之间的搭接缝隙要求采用凸点或弹片方式处理，接合面要求去除绝缘漆且保证良好的导电性能（可采用镀锌的方式）；

凸点接触处理缝隙方法参考下图：

导电弹片处理方法参考下图：

2.4．问题4分析

【问题描述】GPRS模块外壳喷涂绝缘漆，机体内部接合点也是喷涂绝缘漆，两者之间仅通过两颗螺钉搭接，导致GPRS模块与金属机体之间的搭接导电性能较差；

【问题改善建议】GPRS模块底部与机体内部接合点磨除绝缘漆机体，使得两者之间实现良好的导电性能。

2.5．问题5分析

【问题描述】按键为金属结构且与机壳之间仅通过一层薄膜隔离（估计0.2mm厚度），隔离间距过小；

【问题改善建议】当ESD测试时，金属按键与机体间较薄的隔离间距容易才是电弧放电现象，从而导致严重的EMC问题；建议将按键面板与机壳间通过绝缘胶布（大于1mm厚度）隔离。

2.6．问题6分析

【问题描述】主控板与接线板之间的互联电缆较长，且未做屏蔽处理，较长的互联电缆容易形成接收天线导致EMC风险问题；

【问题改善建议】为提高机体抗扰能力，建议互联的扁平电缆长度缩短，且采用屏蔽。

2.7．问题7分析

【问题描述】主控板与案件面板之间的互连电缆、主控板与LCD屏之间的互连电缆未做屏蔽处理，电缆是导致EMC问题的主要原因之一；

【问题改善建议】按键连接电缆采用屏蔽电缆；主控板与LCD屏间的互连电缆采用屏蔽电缆。 

3. 产品结构改版后验证结果

结构按评审意见更改后（且配合产品内部PCB改板），EMC测试验证结果如下：

责任编辑；zl