EMC設(shè)計之屏蔽技術(shù)講解課件

1、第三章 電磁屏蔽技術(shù) 屏蔽材料的選擇 實際屏蔽體的設(shè)計楊繼深 2002年4月第1頁，共46頁。電磁屏蔽屏蔽前的場強E1屏蔽后的場強E2對電磁波產(chǎn)生衰減的作用就是電磁屏蔽,電磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB 楊繼深 2002年4月第2頁，共46頁。實心材料屏蔽效能的計算入射波場強距離吸收損耗AR1R2SE R1 R2 AB R ABB楊繼深 2002年4月第3頁，共46頁。波阻抗的概念波阻抗電場為主 E 1/ r3 H 1 / r2磁場為主 H 1/ r3 E 1/ r2平面波 E 1/ r H 1/ r377/ 2到觀測點距離 rE/H楊繼深

2、2002年4月第4頁，共46頁。吸收損耗的計算t入射電磁波E0剩余電磁波E1E1 = E0e-t/ A 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / ) dB0.37E0 A 8.69 ( t / ) dBA = 3.34 t f rr dB楊繼深 2002年4月第5頁，共46頁。趨膚深度舉例楊繼深 2002年4月第6頁，共46頁。反射損耗 R 20 lgZW4 Zs反射損耗與波阻抗有關(guān)，波阻抗越高，則反射損耗越大。ZS = 3.68 10-7 f r/r遠場：377近場：取決于源的阻抗同一種材料的阻抗隨頻率變楊繼深 2002年4月第7頁，共46頁。不同電磁波的反射損耗遠

3、場: R 20 lg3774 Zs4500Zs = 屏蔽體阻抗， D = 屏蔽體到源的距離（m）f = 電磁波的頻率（MHz）2 D fD f Zs Zs電場: R 20 lg磁場: R 20 lgdB楊繼深 2002年4月第8頁，共46頁。影響反射損耗的因素150 0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M平面波3 108 / 2rfR(dB)r = 30 m 電場r = 1 m靠近輻射源r = 30 m磁場 r = 1 m靠近輻射源楊繼深 2002年4月第9頁，共46頁。綜合屏蔽效能 (0.5mm鋁板)150250平面波00.1k 1k 10k 100k 1M 10M高頻時電

4、磁波種類的影響很小電場波 r = 0.5 m磁場波 r = 0.5 m屏蔽效能（dB）頻率楊繼深 2002年4月第10頁，共46頁。多次反射修正因子的計算電磁波在屏蔽體內(nèi)多次反射，會引起附加的電磁泄漏，因此要對前面的計算進行修正。B = 20 lg ( 1 - e -2 t / )說明： B為負值，其作用是減小屏蔽效能 當趨膚深度與屏蔽體的厚度相當時，可以忽略 對于電場波，可以忽略楊繼深 2002年4月第11頁，共46頁。怎樣屏蔽低頻磁場？低頻磁場低頻磁場吸收損耗小反射損耗小高導電材料高導磁材料高導電材料楊繼深 2002年4月第12頁，共46頁。高導磁率材料的磁旁路效果H0H1H0RsR0H1

5、R0RsSE = 1 + R0/RS楊繼深 2002年4月第13頁，共46頁。低頻磁場屏蔽產(chǎn)品楊繼深 2002年4月第14頁，共46頁。磁屏蔽材料的頻率特性151015坡莫合金金屬鎳鋼冷軋鋼 0.01 0.1 1.0 10 100 kHzr 103楊繼深 2002年4月第15頁，共46頁。磁導率隨場強的變化磁通密度 B 磁場強度 H飽和起始磁導率最大磁導率 = B / H楊繼深 2002年4月第16頁，共46頁。強磁場的屏蔽高導磁率材料：飽和低導磁率材料：屏效不夠低導磁率材料高導磁率材料楊繼深 2002年4月第17頁，共46頁。加工的影響2040608010010 100 1k 10k跌落前跌

6、落后楊繼深 2002年4月第18頁，共46頁。良好電磁屏蔽的關(guān)鍵因素屏蔽體導電連續(xù)沒有穿過屏蔽體的導體屏蔽效能高的屏蔽體不要忘記：選擇適當?shù)钠帘尾牧夏阒绬幔号c屏蔽體接地與否無關(guān)楊繼深 2002年4月第19頁，共46頁。實際屏蔽體的問題通風口顯示窗鍵盤指示燈電纜插座調(diào)節(jié)旋鈕實際機箱上有許多泄漏源：不同部分結(jié)合處的縫隙通風口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等電源線縫隙楊繼深 2002年4月第20頁，共46頁。遠場區(qū)孔洞的屏蔽效能LLSE = 100 20lgL 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H) = 0 dB 若 L / 2H楊繼深 2002年4月第21頁，共46頁。

7、孔洞在近場區(qū)的屏蔽效能若ZC （7.9/Df）：（說明是電場源）SE = 48 + 20lg ZC 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) )若ZC （7.9/Df）：（說明是磁場源）SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：對于磁場源，屏效與頻率無關(guān)?。罾^深 2002年4月第22頁，共46頁?？p隙的泄漏低頻起主要作用高頻起主要作用楊繼深 2002年4月第23頁，共46頁?？p隙的處理電磁密封襯墊縫隙楊繼深 2002年4月第24頁，共46頁。電磁密封襯墊的種類 金屬絲網(wǎng)襯墊(帶橡膠芯的和空心的)導電橡膠(不同導電填

8、充物的)指形簧片(不同表面涂覆層的)螺旋管襯墊(不銹鋼的和鍍錫鈹銅的)導電布楊繼深 2002年4月第25頁，共46頁。指形簧片楊繼深 2002年4月第26頁，共46頁。螺旋管電磁密封襯墊楊繼深 2002年4月第27頁，共46頁。電磁密封襯墊的主要參數(shù) 屏蔽效能 (關(guān)系到總體屏蔽效能) 回彈力（關(guān)系到蓋板的剛度和螺釘間距） 最小密封壓力（關(guān)系到最小壓縮量）最大形變量（關(guān)系到最大壓縮量） 壓縮永久形變（關(guān)系到允許蓋板開關(guān)次數(shù)） 電化學相容性（關(guān)系到屏蔽效能的穩(wěn)定性）楊繼深 2002年4月第28頁，共46頁。電磁密封襯墊的安裝方法絕緣漆環(huán)境密封楊繼深 2002年4月第29頁，共46頁。截止波導管損耗

9、頻率fc截止頻率頻率高的電磁波能通過波導管，頻率低的電磁波損耗很大！工作在截止區(qū)的波導管叫截止波導。截止區(qū)楊繼深 2002年4月第30頁，共46頁。截止波導管的屏效截止波導管 屏蔽效能=反射損耗：遠場區(qū)計算公式近場區(qū)計算公式+吸收損耗圓形截止波導：32 t / d矩形截止波導：27.2 t / l孔洞計算屏蔽效能公式楊繼深 2002年4月第31頁，共46頁。截止波導管的損耗楊繼深 2002年4月第32頁，共46頁。截止波導管的設(shè)計步驟孔洞的泄漏不能滿足屏蔽要求SE 確定截止波導管的截面形狀 確定要屏蔽的最高的頻率 f 確定波導管的截止頻率 fc 計算截止波導管的截面尺寸 由SE 確定截止波導管

10、的長度 5f楊繼深 2002年4月第33頁，共46頁。顯示窗/器件的處理隔離艙濾波器屏蔽窗濾波器楊繼深 2002年4月第34頁，共46頁。操作器件的處理屏蔽體上開小孔屏蔽體上栽上截止波導管用隔離艙將操作器件隔離出楊繼深 2002年4月第35頁，共46頁。通風口的處理穿孔金屬板截止波導通風板楊繼深 2002年4月第36頁，共46頁。貫通導體的處理楊繼深 2002年4月第37頁，共46頁。屏蔽電纜穿過屏蔽機箱的方法在內(nèi)部可將電纜延伸表面做導電清潔處理，保持360度連接注意防腐屏蔽互套屏蔽體邊界屏蔽電纜與電纜套360度搭接楊繼深 2002年4月第38頁，共46頁。搭接 電子設(shè)備中，金屬部件之間的低阻抗連接稱為搭接。例如：電纜屏蔽層與機箱之間搭接屏蔽體上不同部分之間的搭接 濾波器與機箱之間的搭接 不同機箱之間的地線搭接楊繼深 2002年4月第39頁，共46頁。搭接不良的濾波器濾波器接地阻抗預期干擾電流路徑實際干擾電流路徑楊繼深 2002年4月第40頁，共46頁。搭接不良的機箱VI航天飛行器上的搭接阻抗要小于2.5m!楊繼深 2002年4月第41頁，共46頁。搭接阻抗的測量機柜搭接阻