电子设备散热与电磁兼容的协同设计

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电子设备散热与电磁兼容的协同设计

谢英俊 (英国FLOMERICS 公司中国代表处,上海　200041)
摘　要:讨论了热与电磁兼容协同设计的必要性和可行性,以一奔腾PC 机为例,分析了该PC 机的散热性能及电磁兼容性能,展示了Flotherm & FloEMC 仿真软件协同设计的高效性。
关键词:协同设计; 电磁兼容EMC; 热设计
中图分类号:TN03 　　文献标识码:B 　　文章编号:1008 - 5300 (2004) 01 - 0001 - 03
Integral Design of Thermal & EMC for Electronic Equipment

0 　引　言
在当今的电子设备中,热设计与电磁兼容设计之间的冲突越来越激烈。常见的通讯与计算机设备有着大量的高速数字电路,其电磁辐射的频宽主要取决于数字脉冲的上升/ 下降沿的时间。例如200MHz 的晶振具有0. 1ns 的上升/ 下降沿的时间,400MHz 的晶振具有0. 05ns 的上升/ 下降沿的时间。
芯片工业的趋势是频率越来越高、集成度越来越大、体积越来越小,则芯片的功率密度就越大,这将给产品设计带来巨大的挑战。另外,电子设备必须通过相应的电磁兼容标准(FCC) 认证。虽然PCB 的设计中电磁辐射通常要求尽可能最小,但是电磁兼容问题要
想完全在PCB 设计范围内解决几乎是不可能的。机箱内的电缆上带有共模电流,结构上的通风孔、焊缝、插槽等,如果尺度与波长相近,都会引发电磁兼容问题。
在热设计中,通风孔仅使用开口率描述压力损失。
而在电磁兼容设计中,通风孔的直径和厚度对屏蔽效能有很大影响。热设计与电磁兼容设计有冲突,对于热设计来说,开口率越大越好,而电磁兼容设计正好相反,开口率为零最佳。在相同开口率下,孔径越小屏蔽性能越好。因此需要综合考虑热与电磁兼容两方面的问题,才能得到优化结果。
以下部分着重讨论热与电磁兼容协同设计的必要性、可行性及其具体的分析方法(典型案例) 。

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