EMI电磁屏蔽原理-导论

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屏蔽技术1电磁屏蔽原理屏蔽的定义利用磁性材料或者低阻课件

屏蔽技术1电磁屏蔽原理屏蔽的定义利用磁性材料或者低阻课件

要达到静电屏蔽的目的, 一定要将屏蔽壳体接地
要求屏蔽外壳接地电阻愈低愈好。一般设计在1欧以下
2低频磁场屏蔽
从狭义角度,是指甚低频(VLF)和极低频(ELF)的磁场屏 蔽。
主要屏蔽机理是利用高导磁材料具有低磁阻的特性,使 磁场尽可能通过磁阻很小的屏蔽壳体,而尽量不扩散到 外部空间。屏蔽壳体对磁场起磁分路作用。其屏蔽效能 主要取决于屏蔽
在传输线上传播的理论类似,而且计算也方便,精度也高,是 当前广泛采用的一种分析方法。)
• (2)涡流效应:电磁波在金属壳体上产生感应涡流, 而这些涡流又产生了与原磁场反相的磁场,抵消削弱 了原磁场而达到屏蔽作用。(这种方法忽略磁导率的因子,
误差大,应用受到局限)
• (3)电磁矢量分析:用电磁失量方程来分析,精确度 很高。(由于计算复杂也受到一定限制)
• (2)需要设置通风孔、电缆或导线的进出孔、 照明孔、照伤孔、加水孔和电表的安装孔等; (3)为便于人们查看而留且的屏蔽不连续。这 种不连续包括紧密连接的两金属面间的接缝 (如两金属板用铆接或螺钉紧固时残留的缝隙) 和两金属扳间置入金属衬问题
实际机箱上有许多泄漏源:不同部分结合处的缝隙通风 口、显示窗、按键、指示灯、电缆线、电源线等
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实践证明,即使非常密织的金属网,其屏蔽效能
也比金属板差很多。特别在高频时就差得很明显。
当需要100dB以上的屏蔽效能时。必须采用双层和
多层金属网屏蔽。
2.3 屏蔽材料的选择
• 1.屏蔽效能 • 屏蔽材料,其中包括小孔金属材料(如金属网、
冲孔金属板)、伪均匀金属材料(如金属化喷涂) 和实心金属材料(加金属箔、金属板等)。这些 材料可以分成两类: • 铁磁性材料和非铁磁性材料。除极簿的金属 箔以外,都可以按式

电磁屏蔽原理

电磁屏蔽原理

电磁屏蔽原理电磁屏蔽是指采取一定的措施,使电磁辐射或电磁波无法穿透到屏蔽结构内部或从屏蔽结构内部泄漏出来,达到隔绝或减弱电磁辐射或电磁波的目的。

电磁屏蔽原理是指实现电磁屏蔽的基本原理,它是电磁兼容技术的重要内容之一。

电磁屏蔽原理的研究对于提高电磁兼容性、保障电子设备的正常工作、提高电子设备的抗干扰能力以及保障人体健康都具有十分重要的意义。

电磁屏蔽原理主要包括电磁波的传播特性、电磁波与物质相互作用的基本原理以及电磁屏蔽结构的设计原理等内容。

首先,电磁波的传播特性是电磁屏蔽原理的基础。

电磁波在空间中传播时会受到传播介质、传播距离、频率等因素的影响,了解电磁波的传播特性有助于选择合适的屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构。

其次,电磁波与物质相互作用的基本原理是电磁屏蔽原理的重要内容。

电磁波在与物质相互作用时会发生反射、透射、吸收等现象,不同的材料对电磁波的作用方式各不相同,因此在设计电磁屏蔽结构时需要根据具体的应用场景选择合适的屏蔽材料。

最后,电磁屏蔽结构的设计原理是实现电磁屏蔽的关键。

合理的屏蔽结构设计能够有效地隔离电磁波,减少电磁辐射对周围环境和设备的影响,保障设备的正常工作和人体的健康。

在实际的电磁屏蔽设计中,需要根据具体的应用场景和要求选择合适的屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构。

常见的电磁屏蔽材料包括金属材料、导电涂料、导电纤维布等,而常见的屏蔽结构包括屏蔽罩、屏蔽膜、屏蔽房等。

在选择屏蔽材料时需要考虑其导电性能、机械性能、加工性能等因素,而在设计屏蔽结构时需要考虑其尺寸、形状、安装方式等因素。

通过合理选择屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构,可以有效地实现电磁屏蔽的目的,保障设备的正常工作和人体的健康。

总之,电磁屏蔽原理是实现电磁屏蔽的基础和关键,它涉及到电磁波的传播特性、电磁波与物质相互作用的基本原理以及电磁屏蔽结构的设计原理等内容。

通过深入研究电磁屏蔽原理,可以更好地理解电磁屏蔽技术的要点和关键,为实际的电磁屏蔽设计提供理论指导和技术支持。

EMI屏蔽究竟是怎么回事?一文一探究竟

EMI屏蔽究竟是怎么回事?一文一探究竟

EMI屏蔽究竟是怎么回事?一文一探究竟来源:All about circuits作者:Ignacio deMendizábal编译:付斌身为电子工程师,噪声和辐射无处不在,作为电子设计师必须掌握EMI电磁屏蔽相关知识,而这些知识和解决方案将广泛用于改善设备免于受到外部电磁干扰。

干扰辐射的来源麦克斯韦方程显示,每当电流经流导体时,都会产生磁场,而磁场将会产生电场。

电场和磁场的辐射特性被称之为辐射发射。

这些辐射发射将会在电路或整个印刷电路板(PCB)中引发一些问题。

在理想电路之中,电路本身发射的信号只包括电流和电压,而在现实世界中,噪音是绕不开的问题。

当电路信号受到任何干扰时,就会发生这种情况。

由于电磁信号的性质,并不能避免噪声的存在,但是可以大大降低其影响。

需要注意的是,设备在运行时不会受到其他设备的影响,正如设备不会受到其他设备影响一样,电磁敏感性是电路系统受到干扰仍然保持正常工作的能力。

这种敏感性将取决于施加的噪声水平,而不同的应用诸如车载、医疗、军事等领域,拥有不同的程度磁化率。

每个电路、设备或系统都必须经过适当的设计,尽可能减少辐射水平,来达到只对高水平的电磁场敏感。

EMC认证电磁兼容性(EMC)认证是任何产品上市必须经过的步骤,每个产品都必须通过EMC测试,以确保安装时不会影响任何其他设备(例如辐射测试),并且即使周围存在其他系统(例如,敏感性测试)。

EMC测试在消声室内进行,图片来源于Hermon Laboratories提供通常来说,电子设备都会安装在外壳内,金属外壳非常擅长限制电磁屏蔽,但相对来说并不完美。

PCB和外壳之间的结合处会出现孔或槽,并且电磁场可以穿过它们,简言之EMI屏蔽就是要覆盖这些孔或槽。

此外,许多产品设计中存在一个普遍问题:仅在设计周期的最新阶段才去考虑EMC认证的问题,在此情况下,整体的设计就被冻结到了这个阶段,EMC工程师并没有空间去修改产品设计解决电磁相关的问题。

开关电源emi电路原理

开关电源emi电路原理

开关电源emi电路原理
开关电源EMI电路是指用来抑制电磁干扰(EMI)的电路。

开关电源是一种使用开关元件(如晶体管或MOSFET)工作
的电源,通过周期性地开关电流来提供电能。

开关电源会产生一定的电磁干扰,主要原因有以下几点:
1. 开关元件的快速开关会引起电压和电流的急剧变化,导致高频谐波成分的产生;
2. 开关电源中的变压器和电感器会产生磁场,进一步引起电磁辐射;
3. 开关电源中的电容器会产生串扰电容耦合,导致干扰信号的传导。

为了抑制开关电源的电磁干扰,可以采取以下措施:
1. 在开关电源输入端添加滤波器,用来抑制高频噪声,常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器;
2. 设计合适的开关元件驱动电路,减小开关元件的开关速度,从而减小高频谐波的产生;
3. 采用引入屏蔽外壳或屏蔽包围电路等的屏蔽手段,减小电磁辐射;
4. 采用良好的地线布局和接地措施,降低地线电阻和噪声干扰;
5. 使用高频绕线技术和特殊布板设计,减少电感和电容器之间的串扰。

通过以上措施,可以有效地抑制开关电源产生的电磁干扰,提高电源的抗干扰能力,确保设备的正常运行。

EMI抑制

EMI抑制

EMI抑制日常生活中,我们常常可以看到这样的现象,当把手机放置在音箱旁,接电话的时候,音箱里面会发出吱吱的声音,或者当我们在测试一块电路板上的波形时,忽然接到同事的电话,会发现接电话瞬间我们示波器上的波形出现变形,这些都是电磁干扰的特征。

电磁干扰不但会影响系统的正常工作,还可能给电子电器造成损坏,甚至对人体也有害处,因此尽可能降低电磁干扰已经成为大家关注的一个焦点,诸如FCC、CISPR、VCCI等电磁兼容标准的出台开始给电子产品的设计提出了更高的要求。

虽然人们对电磁兼容性的研究要远远早于信号完整性理论的提出,但作为高速设计一部分,我们习惯地将EMI问题也列入信号完整性分析的一部分。

本章将全面分析电磁干扰和电磁兼容的概念、产生及抑制,重点针对高速PCB的设计。

4.1 EMI/EMC的基本概念电磁干扰即EMI(Electromagnetic Interference),指系统通过传导或者辐射,发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。

因为所有的电子产品都会不可避免地产生一定的电磁干扰,为了量度设备系统在电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力,人们提出了电磁兼容这个概念。

美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992都提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。

符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。

对于电磁兼容性,必须满足一下三个要素:1. 电磁兼容需要存在某一个特定的空间。

比如,大的,一个房间甚至宇宙;小的,可以是一块集成电路板。

2. 电磁兼容必须同时存在骚扰的发射体和感受体。

3. 必须存在一定的媒体(耦合途径)将发射体与感受体结合到一起。

这个媒体可以是空间,也可以是公共电网或者公共阻抗。

对于EMI,可以按照电磁干扰的途径(详细的分类参见附录一)来分为辐射干扰、传导干扰和感应耦合干扰三种形式。

电磁屏蔽基本原理介绍

电磁屏蔽基本原理介绍

电磁屏蔽基本原理介绍电磁屏蔽是指通过采取一定的措施,将电磁辐射或电磁波的干扰降至可接受的水平的过程。

在现代社会中,电磁辐射已经成为无处不在的存在,如电视、手机、电脑等电子设备都会产生电磁辐射。

然而,过高的电磁辐射会对人体和其他电子设备造成不良影响,因此电磁屏蔽就显得尤为重要。

电磁屏蔽的基本原理可以归纳为两个方面:屏蔽材料和屏蔽结构。

1. 屏蔽材料:屏蔽材料是指用于隔离电磁辐射的材料,常见的屏蔽材料包括金属、导电涂料、导电纤维等。

这些材料具有良好的导电性能,能够吸收或反射电磁波,从而降低电磁辐射的强度。

金属是一种常用的屏蔽材料,如铜、铝等。

金属具有良好的导电性和反射性,能够有效地吸收和反射电磁波。

常见的金属屏蔽材料有金属屏蔽罩、金属屏蔽板等。

导电涂料是一种将导电材料加入到涂料中形成的涂层,具有良好的导电性能。

通过在电子设备的外壳或电路板上涂覆导电涂料,可以形成一层导电膜,起到屏蔽电磁辐射的作用。

导电纤维是一种将导电材料织入纤维中形成的材料,具有良好的导电性能和柔软性。

导电纤维可以用于制作电磁屏蔽布料,可以用于制作电子设备的屏蔽罩或服装等。

2. 屏蔽结构:屏蔽结构是指通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。

常见的屏蔽结构包括屏蔽罩、屏蔽壳、屏蔽膜等。

屏蔽罩是一种金属或导电塑料制成的外壳,可以将电子设备完全包裹在内,从而阻挡电磁波的传播。

屏蔽罩通常具有开口和连接器,以便电子设备与外界进行通信。

屏蔽壳是一种金属或导电塑料制成的外壳,可以将电子设备的关键部件包裹在内,从而阻挡电磁波的干扰。

屏蔽壳通常具有开口和密封装置,以便维修和保养。

屏蔽膜是一种将导电材料涂覆在基材上形成的薄膜,可以用于电子设备的屏蔽。

屏蔽膜具有柔软性和可塑性,可以根据需要进行剪裁和粘贴,方便实现电磁屏蔽。

总结:电磁屏蔽是通过屏蔽材料和屏蔽结构来降低电磁辐射的干扰。

屏蔽材料具有良好的导电性能,能够吸收或反射电磁波;屏蔽结构通过设计合理的结构来实现电磁屏蔽的效果。

EMI滤波器电路原理及设计

EMI滤波器电路原理及设计

EMI滤波器电路原理及设计EMI滤波器(Electromagnetic Interference Filter)是一种用于抑制电磁干扰的电路。

电磁干扰是指电子设备之间相互干扰产生的电磁辐射或者干扰信号,会对设备的正常操作和性能产生负面影响。

EMI滤波器通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号,从而实现对电磁干扰的抑制。

一般来说,低通滤波器是指可以通过低于其中一特定频率的信号,而对高于该特定频率的信号进行滤波的电路。

低通滤波器常用于消除高频电磁干扰。

一个常见的低通滤波器电路是RC滤波器,由电容器和电阻器组成。

电容器对于高频信号具有很大的阻抗,从而将高频信号绕过电路,实现滤波作用。

选择合适的电容和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。

相比之下,高通滤波器是指可以通过高于其中一特定频率的信号,而对低于该特定频率的信号进行滤波的电路。

高通滤波器常用于消除低频电磁干扰。

一个常见的高通滤波器电路是RL滤波器,由电感器和电阻器组成。

电感器对于低频信号具有很大的阻抗,从而将低频信号绕过电路,实现滤波作用。

选择合适的电感和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。

除了RC和RL滤波器,还有其他各种类型的EMI滤波器电路,比如LC滤波器、二阶滤波器、传输线滤波器等,可以根据具体应用的需求进行选择和设计。

在EMI滤波器电路的设计中,首先需要确定需要滤波的频率范围,然后根据频率范围选择合适的滤波器类型。

其次,需要根据滤波器的阻抗特性和传输线的特性来选择适当的元件值。

还需要注意电路的功率和电流容量,以确保电路能够在正常工作范围内工作。

在实际应用中,EMI滤波器电路通常需要与其他电路结合使用,比如与电源、传输线路、信号线路等进行连接。

因此,需要特别注意电路的布局和接线,以减少电磁干扰的传播路径。

总之,EMI滤波器电路是一种用于抑制电磁干扰的重要电路,通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号,实现对电磁干扰的抑制。

在设计EMI滤波器电路时,需要根据具体应用需求选择合适的滤波器类型,并根据电路的阻抗特性和传输线的特性选择适当的元件值。

电磁干扰抑制技术概述EMI

电磁干扰抑制技术概述EMI

电磁干扰抑制技术概述EMI电磁干扰抑制技术概述主题词:电磁兼容性(emc)、电磁干扰(emi)、抑制技术。

全文:本文紧紧围绕电磁干扰三要素,了解了各种相同的电磁干扰遏制技术以及电磁兼容设计思路,特别强调了电子产品在设计初即展开emc研究的重要性。

提起电磁干扰(emi)这个词,人们或许还感陌生,但emi的影响却是几乎每个人都曾身经历过的。

例如,观看电视时,附近有人使用电钻、电吹风等电器,会使电视画面出现雪花点,所声器里发出剌耳的噪声……这类现象人们早已司空见惯、习以为常了,但是电磁干扰的危害却远不止如此。

事实上,电磁干扰已使民航系统失效、通信不畅、计算机运行错误、自控设备误动作等,甚至危及人身安全。

因此,加强电磁容性(emc)知识的普及,提高emi抑制技术,已成为当务之急。

所谓电磁兼容性就是指电子线路、系统相互不影响,在电磁方面相互相容的状态。

对于emc技术的研究,国外从本世纪三十年代已经开始的,一些国家和国际非政府例如美国联邦通信委员会(fcc),德国电气电子工程师协会(vde)、国际无线电阻碍特别委员会(cispr)等先后制订了一些指导性文件和规程,目前已构成一套较完整的体系,并获得严格遵守,美国计算机业即为全面继续执行fcc规程。

我国电磁兼容性工作起步较晚,有关标准自八十年代才陆续颁布,应用领域方面则由于缺乏经验和技术而停步艰困。

如何尽快赶上国际一流水平,并使我国电子产品能够满足用户日益紧迫的国内市场需求并在国际市场占到一席之地,已沦为为大家关心的关键性课题。

本文愿意就电磁干扰遏制技术谈论一点浅见,抛砖引玉,与各位共同互相切磋。

电磁干扰的定义,是指由外部噪声和无用电磁波在接收中所造成的骚扰。

一个系统或系统内某一线路受电磁干扰程度可以表示为如下关系式:n=g×c/ig:噪声源强度;c:噪声通过某种途径传至受到阻碍处的耦合因素;i:受干扰电路的敏感程度。

g、c、i这三者形成电磁干扰三要素。

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在电子设备及电子产品中,电磁干扰(Electromagnetic Interference)能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。

为满足电磁兼容性要求,对传导性耦合需采用滤波技术,即采用EMI滤波器件加以抑制;对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。

在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下,其重要性就显得更为突出。

屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波局限于某一区域内的一种方法。

由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波,因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同,在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。

在设计中要达到所需的屏蔽性能,则需首先确定辐射源,明确频率范围,再根据各个频段的典型泄漏结构,确定控制要素,进而选择恰当的屏蔽材料,设计屏蔽壳体。

屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)来衡量,屏蔽效能的定义:没有屏蔽体时,从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强1(1)和加入屏蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强2(2)之比,用dB(分贝)表示。

图1 屏蔽效能定义示意图屏蔽效能表达式为(dB) 或(dB)工程中,实际的辐射干扰源大致分为两类:类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。

由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式,实际的辐射源在空间某点产生的场,均可由若干个基本源的场叠加而成(图2)。

因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析,就可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性,从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。

图2 两类基本源在空间所产生的叠加场远近场的划分是根据两类基本源的场随1/r(场点至源点的距离)的变化而确定的,为远近场的分界点,两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。

表1 两类源的场与传播特性场源类型近场()远场( )场特性传播特性场特性传播特性电偶极子非平面波以衰减平面波以衰减磁偶极子非平面波以衰减平面波以衰减波阻抗为空间某点电场强度与磁场强度之比,场源不同、远近场不同,则波阻抗也有所不同,表2与图3分别用图表给出了的波阻抗特性。

表2 两类源的波阻抗波阻抗(Ω)场源类型近场()远场()电偶极子120π120π120π磁偶极子120π能量密度包括电场分量能量密度和磁场分量能量密度,通过对由同一场源所产生的电场、磁场分量的能量密度进行比较,可以确定场源在不同区域内何种分量占主要成份,以便确定具体的屏蔽分类。

能量密度的表达式由下列公式给出:电场分量能量密度磁场分量能量密度场源总能量密度表3 两类源的能量密度能量密度比较场源类型近场()远场()电偶极子磁偶极子表3给出了两种场源在远、近场的能量密度。

从表中可以看出,两类源的近场有很大的区别,电偶极子的近场能量主要为电场分量,可忽略磁场分量;磁偶极子的近场能量主要为磁场分量,可忽略电场分量;两类源在远场时,电场、磁场分量均必须同时考虑。

屏蔽类型依据上述分析可以进行以下分类:表4 屏蔽分类场源类型近场()远场()电偶极子(非闭合载流导线)电屏蔽(包括静电屏蔽)电磁屏蔽磁偶极子(闭合载流导线)磁屏蔽(包括恒定磁场屏蔽)电磁屏蔽电屏蔽的实质是减小两个设备(或两个电路、组件、元件)间电场感应的影响。

电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下,将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。

因此,接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。

磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路,从而对干扰磁场进行分流,因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。

电磁屏蔽的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场,即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。

由于随着频率的增高,波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当,从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的控制要素。

屏蔽体的泄漏耦合结构与所需抑制的电磁波频率密切相关,三类屏蔽所涉及的频率范围及控制要素如表5所示:表5 泄漏耦合结构与控制要素屏蔽类型磁屏蔽电屏蔽电磁屏蔽频率范围10kHz~500kHz 1MHz~500MHz 500MHz~40GHz泄漏耦合结构屏蔽体壳体屏蔽体壳体及接地孔缝及接地控制要素合理选择壳体材料合理选择壳体材料,良好接地抑制孔缝泄漏,良好接地实际屏蔽体上同时存在多个泄漏耦合结构(n个),设机箱接缝、通风孔、屏蔽体壁板等各泄漏耦合结构的单独屏蔽效能(如只考虑接缝)为SEi(i=1,2,…,n),则屏蔽体总的屏蔽效能由上式可以看出,屏蔽体的屏蔽效能是由各个泄漏耦合结构中产生最大泄漏耦合的结构所决定的,即由屏蔽最薄弱的环节所决定的。

因此进行屏蔽设计时,明确不同频段的泄漏耦合结构,确定最大泄漏耦合要素是其首要的设计原则。

在三类屏蔽中,磁屏蔽和电磁屏蔽的难度较大。

尤其是电磁屏蔽设计中的孔缝泄漏抑制最为关键,成为屏蔽设计中应重点考虑的首要因素。

图4 典型机柜结构示意图根据孔耦合理论,决定孔缝泄漏量的因素主要有两个:孔缝面积和孔缝最大线度尺寸。

两者皆大,则泄漏最为严重;面积小而最大线度尺寸大则电磁泄漏仍然较大。

图4所示为一典型机柜示意图,上面的孔缝主要分为四类:●机箱(机柜)接缝该类缝虽然面积不大,但其最大线度尺寸即缝长却非常大,由于维修、开启等限制,致使该类缝成为电子设备中屏蔽难度最大的一类孔缝,采用导电衬垫等特殊屏蔽材料可以有效地抑制电磁泄漏。

该类孔缝屏蔽设计的关键在于:合理地选择导电衬垫材料并进行适当的变形控制。

●通风孔该类孔面积和最大线度尺寸较大,通风孔设计的关键在于通风部件的选择与装配结构的设计。

在满足通风性能的条件下,应尽可能选用屏效较高的屏蔽通风部件。

●观察孔与显示孔该类型孔面积和最大线度尺寸较大,其设计的关键在于屏蔽透光材料的选择与装配结构的设计。

●连接器与机箱接缝这类缝的面积与最大线度尺寸均不大,但由于在高频时导致连接器与机箱的接触阻抗急剧增大,从而使得屏蔽电缆的共模传导发射变大,往往导致整个设备的辐射发射出现超标,为此应采用导电橡胶等连接器导电衬垫。

综上所述,孔缝抑制的设计要点归纳为:●合理选择屏蔽材料;●合理设计安装互连结构。

电磁屏蔽电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一。

大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。

用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作,因此不需要对电路做任何修改。

1 选择屏蔽材料屏蔽体的有效性用屏蔽效能来度量。

屏蔽效能是没有屏蔽时空间某个位置的场强E1与有屏蔽时该位置的场强E2的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。

用于电磁兼容目的的屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的百分之一至百万分之一,因此通常用分贝来表述屏蔽效能,这时屏蔽效能的定义公式为:SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB)用这个定义式只能测试屏蔽材料的屏蔽效能,而无法确定应该使用什么材料做屏蔽体。

要确定使用什么材料制造屏蔽体,需要知道材料的屏蔽效能与材料的什么特性参数有关。

工程中实用的表征材料屏蔽效能的公式为:SE = A + R (dB)式中的A称为屏蔽材料的吸收损耗,是电磁波在屏蔽材料中传播时发生的,计算公式为:A=3.34t(fμrσr)(dB)t = 材料的厚度,μr = 材料的磁导率,σr = 材料的电导率,对于特定的材料,这些都是已知的。

f = 被屏蔽电磁波的频率。

式中的R称为屏蔽材料的反射损耗,是当电磁波入射到不同媒质的分界面时发生的,计算公式为:R=20lg(ZW/ZS)(dB)式中,Zw=电磁波的波阻抗,Zs=屏蔽材料的特性阻抗。

电磁波的波阻抗定义为电场分量与磁场分量的比值:Zw = E / H。

在距离辐射源较近(<λ/2π,称为近场区)时,波阻抗的值取决于辐射源的性质、观测点到源的距离、介质特性等。

若辐射源为大电流、低电压(辐射源电路的阻抗较低),则产生的电磁波的波阻抗小于377,称为低阻抗波,或磁场波。

若辐射源为高电压,小电流(辐射源电路的阻抗较高),则波阻抗大于377,称为高阻抗波或电场波。

关于近场区内波阻抗的具体计算公式本文不予论述,以免冲淡主题,感兴趣的读者可以参考有关电磁场方面的参考书。

当距离辐射源较远(>λ/2π,称为远场区)时,波波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗,空气为377Ω。

屏蔽材料的阻抗计算方法为:|ZS|=3.68×10-7(fμr/σr) (Ω)f=入射电磁波的频率(Hz),μr=相对磁导率,σr=相对电导率从上面几个公式,就可以计算出各种屏蔽材料的屏蔽效能了,为了方便设计,下面给出一些定性的结论。

●在近场区设计屏蔽时,要分别考虑电场波和磁场波的情况;●屏蔽电场波时,使用导电性好的材料,屏蔽磁场波时,使用导磁性好的材料;●同一种屏蔽材料,对于不同的电磁波,屏蔽效能使不同的,对电场波的屏蔽效能最高,对磁场波的屏蔽效能最低,也就是说,电场波最容易屏蔽,磁场波最难屏蔽;●一般情况下,材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高;●屏蔽电场波时,屏蔽体尽量靠近辐射源,屏蔽磁场源时,屏蔽体尽量远离磁场源;有一种情况需要特别注意,这就是1kHz以下的磁场波。

这种磁场波一般由大电流辐射源产生,例如,传输大电流的电力线,大功率的变压器等。

对于这种频率很低的磁场,只能采用高导磁率的材料进行屏蔽,常用的材料是含镍80%左右的坡莫合金。

2 孔洞和缝隙的电磁泄漏与对策一般除了低频磁场外,大部分金属材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。

但在实际中,常见的情况是金属做成的屏蔽体,并没有这么高的屏蔽效能,甚至几乎没有屏蔽效能。

这是因为许多设计人员没有了解电磁屏蔽的关键。

首先,需要了解的是电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。

这与静电场的屏蔽不同,在静电中,只要将屏蔽体接地,就能够有效地屏蔽静电场。

而电磁屏蔽却与屏蔽体接地与否无关,这是必须明确的。

电磁屏蔽的关键点有两个,一个是保证屏蔽体的导电连续性,即整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。

另一点是不能有穿过机箱的导体。

对于一个实际的机箱,这两点实现起来都非常困难。

首先,一个实用的机箱上会有很多孔洞和孔缝:通风口、显示口、安装各种调节杆的开口、不同部分结合的缝隙等。

屏蔽设计的主要内容就是如何妥善处理这些孔缝,同时不会影响机箱的其他性能(美观、可维性、可靠性)。

其次,机箱上总是会有电缆穿出(入),至少会有一条电源电缆。

这些电缆会极大地危害屏蔽体,使屏蔽体的屏蔽效能降低数十分贝。

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