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EMC設(shè)計而言,做好屏蔽是必要的!


屏蔽是利用屏蔽體來阻擋或減小電磁能傳輸?shù)囊环N技術(shù),是抑制電磁干擾的重要手段之一。對于大部分設(shè)備的EMC設(shè)計而言,屏蔽都是必要的。

特別是隨著電路工作的頻率日益提高,單純依靠線路板設(shè)計往往不能滿足電磁兼容標準的要求。而且一般如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計時沒有考慮電磁屏蔽的要求,很難將屏蔽效果加到產(chǎn)品上。所以,對于現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計,必須從開始就考慮屏蔽的問題。

屏蔽有兩個目的,一是限值內(nèi)部輻射的電磁能量泄漏出該內(nèi)部區(qū)域,二是防止外來的輻射干擾進入某一區(qū)域。

1 主要屏蔽材料和方案

電磁波經(jīng)過一種材料會產(chǎn)生如下圖3種情況:反射、吸收和透過。

所以屏蔽材料必須擁有反射或吸收的特性。

目前主流的電磁屏蔽解決方案材料有:
不銹鋼、銅箔、鋁箔、導(dǎo)電涂料、電磁波吸收材料(鐵氧體、鎳粉、碳黑、羰基鐵等)。

屏蔽是結(jié)構(gòu)工程師對電子產(chǎn)品是一種非常實用的手段,特別是消費類電子產(chǎn)品,如手機,用的非常多,下面作者就舉一些實例:

1

金屬屏蔽罩



2

銅箔蔽


 


3

電磁屏蔽氈

4

電鍍導(dǎo)電屏蔽層



5

噴涂電磁屏蔽涂料

6

鎂合金外殼

鎂合金是功能化與結(jié)構(gòu)化相結(jié)合,既能實現(xiàn)電磁屏蔽功能,又能實現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)承重的帶有“智能化”特性的屏蔽材料。但這種方法對電磁屏蔽作用存在一定的爭議,暫時不要將其做主要方法。

2 屏蔽體上孔縫的影響

實際上,屏蔽體上面不可避免地存在各種縫隙、開孔以及進出電纜等各種缺陷,這些缺陷將對屏蔽體的屏蔽效能有急劇的劣化作用。理想屏蔽體在30MHz以上的屏蔽效能已經(jīng)足夠高,遠遠超過工程實際的需要。真正決定實際屏蔽體的屏蔽效能的因素是各種電氣不連續(xù)缺陷,包括:縫隙、開孔、電纜穿透等。屏蔽體上面的縫隙十分常見,特別是目前機柜、插箱均是采用拼裝方式,其縫隙十分多,如果處理不妥,縫隙將急劇劣化屏蔽體的屏蔽效能。

3 電纜的屏蔽設(shè)計

如果導(dǎo)體從屏蔽體中穿出去,將對屏蔽體的屏蔽效能產(chǎn)生顯著的劣化作用。這種穿透比較典型的是電纜從屏蔽體中穿出。如圖2-6所示。

電纜穿透的作用是將屏蔽體內(nèi)外通過導(dǎo)線連通,等效于兩個背靠背的天線,對屏蔽體的屏蔽有極大的影響。

為了避免電纜穿透對屏蔽體的影響,可以從幾個方面采取措施:

1)采用屏蔽電纜時,屏蔽電纜在出屏蔽體時,采用夾線結(jié)構(gòu),保證電纜屏蔽層與屏蔽體之間可靠接地,提供足夠低的接觸阻抗。

2)采用屏蔽電纜時,用屏蔽連接器轉(zhuǎn)接將信號接出屏蔽體,通過連接器保證電纜屏蔽層的可靠接地。

3)采用非屏蔽電纜時,采用濾波連接器轉(zhuǎn)接,保證電纜與屏蔽體之間有足夠低的高頻阻抗。

4)采用非屏蔽電纜時,電纜在屏蔽體的內(nèi)側(cè)(或者外側(cè))要足夠短,使干擾信號不能有效地耦合出去,從而減小了電纜穿透的影響。

5)電源線通過電源濾波器出屏蔽體,保證電源線與屏蔽體之間有足夠低的高頻阻抗。

【文章整理】電磁兼容之家

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