电脑机箱如何防辐射
作者:lihanjun008 提交日期:2006-11-6 15:09:00 . ~8 P7 S5 j9 |% f
' `2 T$ ?+ q- ^. D+ p通过物理学我们知道,电流会产生电磁场,而这种磁场会产生电磁辐射。EMI(是Electro Magnetic Interference的缩写),是当电脑主机开始运行时,内部配件如电源、主板、内存、显卡等都有电流通过,当通过这些配件的电流方向和大小持续不断变化时就会产生 “电磁波”并向外辐射。当这种电磁辐射超过一定强度(即安全卫生标准限值)时,就会产生负面效应,引起人体的不同病变和危害。所以我们要想办法去屏蔽这种磁场,将磁场封锁在机箱之内,同时也可以保护主机不受外界的电磁干扰。0 V$ |5 ^% Y4 q+ D
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好在机箱的金属外壳对电磁辐射能起到一定的屏蔽作用。但不同材料、不同设计、不同制造工艺的机箱,其防辐射能力也不相同。设计不合理的机箱,会造成主机电磁辐射的外泄超标,给客户及读者朋友的健康带来威胁。广大客户及读者朋友在享受电脑带来的便捷、乐趣的同时,想要免受EMI之害,掌握一定机箱防EMI知识、选购一款防辐射机箱是关键。
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机箱防辐射原理 机箱防辐射就是对电脑主机产生的EMI进行屏蔽。屏蔽原理主要有两种:一是利用机箱材料的导电性对电磁波的反射原理来对电磁波进行屏蔽;二是利用机箱材料的磁性对电磁波的吸收原理进行屏蔽。
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机箱防辐射设计 电磁屏蔽装置一般为金属材料制成的封闭壳体。当交变电磁场传向机箱金属壳体时,一部分被金属壳体表面所反射,一部分在壳体内部被吸收,这样透过壳体的电磁场强度便大幅度衰减,从而达到保护人体健康的目的。对于机箱来说,主要从以下几个方面着手: W( J. r2 l! y5 G3 R; D0 E
对于机箱的防辐射主要有以下设计:
8 V( G- ?# Q5 J7 w! w' P, }) u - 机箱密合程度 ) f, t7 O" h# x1 i8 L
- 优质板材防辐射
9 }' @% U/ `& D8 m$ f% r - 散热孔规范
5 V% b. T! P2 T) z4 Z - 线路的电磁屏蔽 ( j! M, ~$ \/ N! d
- 防磁弹片设计
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电磁辐射的问题应该说是一个世界性的难题,机箱上的一些开口都可能成为它们的通道,所以,机箱的密合程度是防电磁辐射的首要因素,这就首先要求机箱中任意两个相邻的金属板材之间都要保持非常好的接触,做不好这一点,以下的其它措施都是空谈。在很多的机箱中,经常可以看到非常多的EMI触点(也称作防磁弹片),这些触点的作用就是为了更好的衔接机体与侧挡板,防止漏磁。
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) `6 }4 ]6 P( i 金河田最新生产的数字机箱,除采用传统的EMI触点和EMI金属弹片外,金河田数字机箱还特别采用防辐射罩和自主研发的专利不锈钢防辐射弹片,防辐射效果相当优秀,通过了中国赛宝(总部)实验室的EMI(防辐射)测试。该不锈钢防辐射弹片均匀地锁定在机架上,外表呈银色、美观大方,可防止用户在拆装机过程中弹片脱落避免主机烧毁,能满足用户对于健康、环保及品质生活的需求。: R% J( t5 j! M3 ^( W& O
2 V( J9 w3 r$ ]! B; F 目前市场上防辐射性能好的机箱大多采用优质钢板或者是铝合金材料。镀锌钢板本身对电磁波有一定的吸收能力。电磁波在金属表现反射时会在电场-磁场的转换过程会透过比较薄的金属板,所以钢板厚度越厚其防磁能力也就越强。用户可以通过机箱的重量来判断其防磁能力,毕竟钢板越厚也就越重。
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F. v" l1 z* o3 f6 c2 V5 M 钢板材料按照耐腐蚀度、导电度和成本从高到低顺序可分为SECC镀锌钢板、SGCC热镀锌钢板、SPCC冷扎板。钢板越厚,防辐射能力也越强,好的机箱通常都采用较厚的钢板。防辐射性能好的机箱材料钢板多为SECC镀锌钢板,厚度多在0.8㎜-1.2㎜之间。而一些劣质低价机箱采用的钢板材料多为普通钢板,厚度也在0.6㎜以下,轻拍就会变形,不能达到防辐射和固定主机的作用。
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( e9 [9 Q( \6 c) N* a. ]8 X, } 镀锌钢板对电磁波尤其是对低频电磁波具有很强的吸附性,同时具有较好的散热性和导电性,可有效的抵御高频电磁波。高档机箱都会采用镀锌钢板,镀锌钢板根据生产方式和工艺可分为热浸镀锌钢板(GI)和电解镀锌钢板(EG)。相比较而言,GI的镀锌量可以达到每平方米45g以上,镀锌量远远大于EG的20g,而且GI镀锌层与钢板间会形成一层锌铁合金,使得锌层更加牢固,不仅防腐蚀、防锈蚀性能都特别强,而且防辐射能力也更强,相比EG,GI对电磁波尤其是对低频电磁波具有更强的吸附性,同时还具有更好的散热性和导电性,更能有效抵御高频电磁波。但EG成本较低,工艺简单,出于成本考虑,一些小厂家生产的通常EG,自然也难以拥有优秀的防辐射能力。
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1 z+ v) Q) \5 G } 铝材的优点是重量轻,延展性好,导热能力强,防辐射性能卓越,但是价格却比较贵、也容易变形。为了增强铝材的强度通常会加入镁元素,目前有两种生产工艺,其中铝挤压产品比铝冲压产品外形可塑性更强,强度更大。一些高档防辐射机箱甚至采用钛合金材料。钛合金是镁铝合金的加强版,价格特别贵,通常只有超豪华机箱和ThinkPad笔记本电脑才会采用这种材料,它在散热、强度、防辐射等各方面都要优于镁铝合金。就强韧性看,钛合金是铝合金的三至四倍,厚度只有0.5mm,是镁合金的一半。
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+ K. g+ s3 ~+ O: ?5 `# k1 e4 l! P 由于散热、安装按钮、开关等需要,几乎所有的机箱都会在背后、侧板、前面板下方等区域设置开孔,如果开孔不科学,也会造成电磁辐射泄漏。理论上理想的开孔直径为r/30(r为波长),这样既能达到散热的效果,又能有效防止电磁辐射,并且大型通风孔径要用小而多的正六角型开孔代替,这样防EMI效果会更好。数学原理表明,只有正六角形、正方形和等边三角形三种正多边形能够镶嵌平面,使得彼此间没有剩余空隙,从而达到良好的通风效果;而且,机箱开孔采用六角形,使得整个箱体结构更加受力,更加稳固。
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0 l& |+ a3 o* w3 V2 U: ?; A 在机箱内部,有些连接线也会产生电磁辐射,而将连线做成绞线可以很好的屏蔽电磁波。另外,给连接线上加装吸收磁环也可以屏蔽电磁辐射。吸收磁环,又称铁氧体磁环,简称磁环。它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的抑制作用,一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性,一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。大家都知道,信号频率越高,越容易辐射出去(要买优质的电脑机箱也是要减小电磁泄漏),而一般的信号线都是没有屏蔽层的,那么这些信号线就成了很好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高频信号,而这些信号叠加在本来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号。那么在磁环作用下,使正常有用的信号很好的通过,又能很好的抑制高频干扰信号的通过,而且成本低廉。所以大家在显示器信号线,USB连接线,甚至高档电源、键盘、鼠标上看的塑料疙瘩型的一体式磁环就不足为奇了。
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; c% F2 I5 P% H, H7 g- { 最后要注意的是细节部分的屏蔽设计。有些厂商生产的机箱5英寸和3.5英寸槽位的挡板都使用了带有防辐射弹片与防辐射槽的钢片,更加有效地对电磁辐射进行屏蔽,但很多机箱电磁辐射屏蔽设计往往忽略了这里,仅仅使用了普通钢片作为挡板。3寸和5寸扩展仓也必须搭配金属挡板来使用,只有那些已经安装了驱动器扩展仓前的金属挡板才能取下来。很多机箱的金属挡板都设计成一次性的,拆掉后就不能重新安装回去,当对应位置的光驱拆下来后这里就成了电磁辐射的通道,整机的防范工作就功亏一篑了。这种情况在后面板的固定支架上也会出现,因此大家还是选择采用螺丝固定金属挡板的机箱比较稳妥。此外,连接到主板上的机箱电源开关、指示灯的导线也会成为电磁泄漏的通道,因此要将这些线在机箱配件盒中赠送的磁环上绕一圈后再接到主板上,能防止电磁波的泄漏,而有的机箱甚至连前面板下部的USB/耳机/话筒接口也进行了屏蔽,用心可谓良苦。 , { l" C8 s) t0 N
1 C3 e9 W' N' w1 @* @1 j1 j 消费者更直观的判断一款机箱是否有良好的辐射屏蔽的办法就是察看机箱是否通过了EMI GB9245 B级、FCC B级以及IEMC B级标准的认证,这些民用标准规定了辐射的安全限度,通过这些认证的机箱一般都会有详细的证书证明。