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EMC設計而言,做好屏蔽是必要的!
日期:2024-06-24 14:22
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摘要:屏蔽是利用屏蔽體來(lái)阻擋或減小電磁能傳輸的一種技術(shù),是抑制電磁干擾的重要手段之一。對于大部分設備的EMC設計而言,屏蔽都是必要的。
特別是隨著(zhù)電路工作的頻率日益提高,單純依靠線(xiàn)路板設計往往不能滿(mǎn)足電磁兼容標準的要求。而且一般如果在結構設計時(shí)沒(méi)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,對于現代電子產(chǎn)品設計,必須從開(kāi)始就考慮屏蔽的問(wèn)題。
屏蔽有兩個(gè)目的,一是限值內部輻射的電磁能量泄漏出該內部區域,二是防止外來(lái)的輻射干擾進(jìn)入某一區域。
1 主要屏蔽材料和方案
電磁波經(jīng)過(guò)一種材料會(huì )產(chǎn)生...
屏蔽是利用屏蔽體來(lái)阻擋或減小電磁能傳輸的一種技術(shù),是抑制電磁干擾的重要手段之一。對于大部分設備的EMC設計而言,屏蔽都是必要的。
特別是隨著(zhù)電路工作的頻率日益提高,單純依靠線(xiàn)路板設計往往不能滿(mǎn)足電磁兼容標準的要求。而且一般如果在結構設計時(shí)沒(méi)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,對于現代電子產(chǎn)品設計,必須從開(kāi)始就考慮屏蔽的問(wèn)題。
屏蔽有兩個(gè)目的,一是限值內部輻射的電磁能量泄漏出該內部區域,二是防止外來(lái)的輻射干擾進(jìn)入某一區域。
1 主要屏蔽材料和方案
電磁波經(jīng)過(guò)一種材料會(huì )產(chǎn)生如下圖3種情況:反射、吸收和透過(guò)。
?
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)。
?
屏蔽是結構工程師對電子產(chǎn)品是一種非常實(shí)用的手段,特別是消費類(lèi)電子產(chǎn)品,如手機,用的非常多,下面作者就舉一些實(shí)例:
1
金屬屏蔽罩
2
銅箔蔽
?
3
電磁屏蔽氈
4
電鍍導電屏蔽層
?
5
噴涂電磁屏蔽涂料
6
鎂合金外殼
鎂合金是功能化與結構化相結合,既能實(shí)現電磁屏蔽功能,又能實(shí)現工程結構承重的帶有“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(shí)不要將其做主要方法。
2 屏蔽體上孔縫的影響
實(shí)際上,屏蔽體上面不可避免地存在各種縫隙、開(kāi)孔以及進(jìn)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(guò)工程實(shí)際的需要。真正決定實(shí)際屏蔽體的屏蔽效能的因素是各種電氣不連續缺陷,包括:縫隙、開(kāi)孔、電纜穿透等。屏蔽體上面的縫隙十分常見(jiàn),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 電纜的屏蔽設計
如果導體從屏蔽體中穿出去,將對屏蔽體的屏蔽效能產(chǎn)生顯著(zhù)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外通過(guò)導線(xiàn)連通,等效于兩個(gè)背靠背的天線(xiàn),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(gè)方面采取措施:
1)采用屏蔽電纜時(shí),屏蔽電纜在出屏蔽體時(shí),采用夾線(xiàn)結構,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(shí),用屏蔽連接器轉接將信號接出屏蔽體,通過(guò)連接器保證電纜屏蔽層的可靠接地。
3)采用非屏蔽電纜時(shí),采用濾波連接器轉接,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(shí),電纜在屏蔽體的內側(或者外側)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(xiàn)通過(guò)電源濾波器出屏蔽體,保證電源線(xiàn)與屏蔽體之間有足夠低的高頻阻抗。
特別是隨著(zhù)電路工作的頻率日益提高,單純依靠線(xiàn)路板設計往往不能滿(mǎn)足電磁兼容標準的要求。而且一般如果在結構設計時(shí)沒(méi)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,對于現代電子產(chǎn)品設計,必須從開(kāi)始就考慮屏蔽的問(wèn)題。
屏蔽有兩個(gè)目的,一是限值內部輻射的電磁能量泄漏出該內部區域,二是防止外來(lái)的輻射干擾進(jìn)入某一區域。
1 主要屏蔽材料和方案
電磁波經(jīng)過(guò)一種材料會(huì )產(chǎn)生如下圖3種情況:反射、吸收和透過(guò)。
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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、導電涂料、電磁波吸收材料(鐵氧體、鎳粉、碳黑、羰基鐵等)。
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屏蔽是結構工程師對電子產(chǎn)品是一種非常實(shí)用的手段,特別是消費類(lèi)電子產(chǎn)品,如手機,用的非常多,下面作者就舉一些實(shí)例:
1
金屬屏蔽罩
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2
銅箔蔽
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3
電磁屏蔽氈
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4
電鍍導電屏蔽層
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5
噴涂電磁屏蔽涂料
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6
鎂合金外殼
鎂合金是功能化與結構化相結合,既能實(shí)現電磁屏蔽功能,又能實(shí)現工程結構承重的帶有“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(shí)不要將其做主要方法。
2 屏蔽體上孔縫的影響
實(shí)際上,屏蔽體上面不可避免地存在各種縫隙、開(kāi)孔以及進(jìn)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(guò)工程實(shí)際的需要。真正決定實(shí)際屏蔽體的屏蔽效能的因素是各種電氣不連續缺陷,包括:縫隙、開(kāi)孔、電纜穿透等。屏蔽體上面的縫隙十分常見(jiàn),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 電纜的屏蔽設計
如果導體從屏蔽體中穿出去,將對屏蔽體的屏蔽效能產(chǎn)生顯著(zhù)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。
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電纜穿透的作用是將屏蔽體內外通過(guò)導線(xiàn)連通,等效于兩個(gè)背靠背的天線(xiàn),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(gè)方面采取措施:
1)采用屏蔽電纜時(shí),屏蔽電纜在出屏蔽體時(shí),采用夾線(xiàn)結構,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(shí),用屏蔽連接器轉接將信號接出屏蔽體,通過(guò)連接器保證電纜屏蔽層的可靠接地。
3)采用非屏蔽電纜時(shí),采用濾波連接器轉接,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(shí),電纜在屏蔽體的內側(或者外側)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(xiàn)通過(guò)電源濾波器出屏蔽體,保證電源線(xiàn)與屏蔽體之間有足夠低的高頻阻抗。