引言
机箱是保证电子系统正常工作的重要基础，主要由屏蔽系统、滤波器、接地系统、电源系统等结构组成。随着现代科学技术的飞速发展，机箱的内部结构日趋复杂，功能更加丰富，这对机箱结构的设计提出了更高的要求。为了保证机箱的正常工作，必须对其进行防护，使其免受电磁干扰。因此，在设计机箱结构时，需要对电磁兼容性进行科学设计，不断提高整个机箱结构设计的质量。
1 机箱的电磁兼容设计概述
1.1 概念
电磁兼容性是一种设备特性，主要是指机箱正常工作时，电子系统中不会出现影响设备正常工作的电磁干扰。当机箱处于电磁兼容状态时，电子线路、机箱等不会受到影响，且彼此之间互不干扰，能够保证机箱的正常运行状态[1][2]。由此可见，电磁兼容性直接影响到了机箱的运行情况。
1.2 电磁兼容设计的必要性
随着社会的发展，机箱得到了广泛的应用，因此机箱的正常运行直接关系到行业的经济发展。在机箱研发的过程中，必须充分重视电磁兼容设计，使机箱在复杂的电磁环境下也可以正常、稳定的工作[3][4]。电磁兼容设计要采用科学的接地方式、屏蔽方式和滤波方式等，尽量减少干扰源的影响，从而有效消除对机箱的电磁干扰问题。
2 机箱结构设计中电磁兼容设计存在的主要问题
2.1 接地设计的问题
机箱在接地设计的过程中，设计人员往往意识不到接地设计的重要性，导致接地位置接触面积太小，导致接地电阻增大，给机箱的正常工作带来不利影响。此外，电路组合接地方案设计不合理，且抑制接电干扰措施没有做好，从而不利于机箱的正常工作[5]。
2.2 屏蔽设计的问题
屏蔽技术虽然能有效地阻断电磁干扰的传播通道，但是它有可能使设备的通风散热困难、维修不便、屏蔽材料选择不合理，并导致重量、体积和成本的增加，直接影响到屏蔽设备的质量。此外，在设计的时候，机箱的不合理缝隙也是主要的问题之一，不利于提高屏蔽设备的抗干扰能力。
2.3滤波器使用的问题
第一，滤波器与端口之间的联线过长。设备的电源线输入端一般在设备后面板，而显示灯、开关等在设备的前面板，这样电源线从后面板进入设备后，往往先连接到前面板的显示灯、开关上，再联到滤波器上。
第二，滤波器的输入/输出线靠得过近，忽视了高频电磁干扰的空间耦合。在布置设备内部联线时，为了美观，将滤波器的输入、输出端扎在一起，输入线和输出线之间有较大的分布，形成耦合通路，使电磁干扰能量实际将滤波器旁路掉，特别是在高频段，滤波效果变差。
第三，安装滤波器的壳体和机箱之间搭接不良；同时，使用的接地线较长，这将导致滤波器的高频特性变坏，降低滤波性能。
3 机箱结构设计中的电磁兼容设计方法
3.1 合理的使用接地技术
对于接地技术的应用，需要遵守相应的规则和标准，确保接地的安全性。首先，机箱使用的金属外壳要和地面进行连接，接触面要去除不导电镀层、涂层和锈蚀等不导电物质，保证良好的电接触，提高机箱的抗干扰能力。
此外，当机箱工作的时候，会存在静电等现象，通过应用接地技术，可以及时的预防此类问题的出现。在设计机箱的电磁兼容性时，使用接地技术必须了解到电路系统当中的各个部分存在一个共同的参考电位，能够有效的保障电路的顺利工作。另外，为了防止机箱出现漏电等危险情况，可以把机箱的机壳进行接地设计，从而避免电荷的释放，降低电磁干扰的影响。
3.2 电磁屏蔽的设计
首先是保证屏蔽层的导电连续性。理论分析和电磁兼容试验都证明，电磁屏蔽体上的细长缝隙将使屏蔽效果大打折扣。因此，机箱结构上的所有外部缝隙都要实现连续且有良好的导电接触。
其次妥善处理机箱的各种开口。机箱开口主要用来安装开关、按钮、指示灯与显示屏等。开口较大时，如果难以在所安装器件的前面采取屏蔽措施，也要在器件的后面加装屏蔽层(后置屏蔽法)，并对穿过屏蔽层的导线做滤波处理。
最后正确选择和安装机箱接插件，解决电缆屏蔽问题。进出机箱的线缆如处理不当，会减弱甚至失去机箱屏蔽效能。因此，连接至机箱插座的外部线缆可加外屏蔽层，并且线缆的外屏蔽层要和机箱的屏蔽层保持导电连续性。安装在机箱上的插座要选用符合军用标准的屏蔽型接插件。机箱上安装插座的接触面不能有漆膜或涂塑层等任何绝缘材料。
3.3 滤波器使用方法
滤波器要与金属机箱可靠地搭接起来，如果机箱不是金属的，就在线路板下方设置一块较大的金属板来作为滤波地。干净地与金属机箱之间的搭接要保证很低的射频阻抗。如有必要，可以使用电磁密封衬垫搭接，增加搭接面积，减小射频阻抗。滤波器用于抑制高频电磁干扰比较有效，而在雷击浪涌试验中就不适用了，这时需要配合使用压敏电阻等瞬态干扰抑制器，有浪涌抑制功能和无浪涌抑制功能在考核指标方向上是完全不同的，设计使用中要特别注意。
3.4 电源保护设计
首先是滤波器的输出线要远离输入线，金属外壳要大面积接地。如果把进出滤波器的电源线捆扎在一起，这个滤波器就几乎等于没用。其次是如果采用交流电源，在成本和安装条件许可的情况下，最好使用隔离变压器。这种变压器能够起到安全防护、变压、隔离地线环流、提高共模干扰抑制能力等多种作用，而且其滤波特性能够和电源滤波器互补。最后鉴于电源部分在电子设备电磁兼容性能方面的重要性，还可以在屏蔽机箱内部把电源部分整体再屏蔽在另一个与其它部分隔离的空间内，形成对电源的整体屏蔽。
4 总结
本文通过对机箱结构设计中的电磁兼容设计方法的研究，使我们了解到，电磁兼容设计直接影响到了机箱工作的安全性和稳定性，需要给与充分的重视。现阶段，在电磁兼容设计过程中，还存在着接地设计、屏蔽设计、滤波器使用等问题。因此，在机箱结构设计中，要采取有效的电磁兼容设计方法，其中包括合理的使用接地技术、电磁屏蔽的设计、滤波器使用以及电源保护设计等等，从而提升机箱的工作效率。
参考文献
[1]湖北省电磁兼容学会.电磁兼容性原理及应用[M].北京：国防工业出版社，1996.
[2] 杨克俊.电磁兼容原理与设计技术[M].北京：人民邮电出版社，2004 .
[3] 陈灿雄.论电子设备结构设计中的电磁兼容设计[J].科技展望，2016，26(30)： 286.
[4]刘兴俊.电子设备结构设计中的电磁兼容[J].中国新技术新品，2015(6)：2-3.
[5]刁晓军.电力系统和电气设备的接地问题及处理措施[J].科技传播，2021（21）：61-63.
