結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題課件

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題電磁兼容概述電磁兼容——屏蔽電磁兼容——接地電磁兼容概述電磁兼容（ElectromagneticCompatibility)指設(shè)備或分系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中的其他設(shè)備或分系統(tǒng)構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力，簡稱EMC。電磁兼容的三要素：干擾源、耦合通道、敏感源。電磁兼容概述干擾極限值（對(duì)外）和抗干擾限制值電磁兼容概述電磁兼容包括兩部分電磁發(fā)射（EMI)：輻射發(fā)射（RE、通過殼體）、傳導(dǎo)發(fā)射（CE、通過線纜）電磁敏感度（EMS）：輻射敏感度（RS)、傳導(dǎo)敏感度(CS)、靜電放電(ESD)、快速瞬態(tài)脈沖串(EFT)、浪涌(SURGE)、電壓跌落與中斷(DIPS)、工頻磁場(chǎng)敏感度(MS)電磁兼容概述電磁兼容解決手段硬件設(shè)計(jì)與PCB布局屏蔽濾波接地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題電磁兼容概述電磁兼容——屏蔽電磁兼容——接地電磁兼容——屏蔽金屬板的屏蔽作用：SE=A+R+B式中A吸收損耗，R反射損耗，B多次反射修正因子位于遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)，隨著頻率增高，反射損耗降低，金屬板的導(dǎo)電率越低，反射損耗越大，而導(dǎo)磁率越低，反射損耗反而越小。近場(chǎng)主要為電場(chǎng)時(shí)，離源越近，反射損耗越大。反射損耗隨著頻率、導(dǎo)磁率增加而減小，隨著導(dǎo)電率增加而增加。屏蔽電場(chǎng)時(shí)屏蔽體離源越近越好。近場(chǎng)主要為磁場(chǎng)時(shí)，離源越遠(yuǎn)，反射損耗越大。反射損耗隨著頻率、導(dǎo)磁率增加而增加，隨著導(dǎo)電率增加而減小屏蔽磁場(chǎng)時(shí)屏蔽體離源越遠(yuǎn)越好。電磁兼容——屏蔽薄膜的屏蔽作用：薄膜屏蔽主要體現(xiàn)在塑膠件上面噴導(dǎo)電漆，玻璃上面鍍膜實(shí)現(xiàn)屏蔽。理論上由于導(dǎo)電薄膜十分薄，吸收損耗基本可以忽略，其屏蔽交通主要取決于反射損耗和多次反射修正因子。多次反射修正因子是一個(gè)較大的負(fù)值，直到減小屏蔽效能的作用。實(shí)際工程中，增加薄膜的厚度可以增加導(dǎo)電性，從而增加屏蔽效果。電磁兼容——屏蔽雙層屏蔽：電磁波在兩層屏蔽體之間反射、諧振，造成屏蔽效果下降。實(shí)際屏蔽效能比兩層屏蔽體效能相加的和要低。兩層屏蔽體之間應(yīng)該隔離開，以免外層屏蔽體上面的地電流影響到內(nèi)層屏蔽體，減小雙層屏蔽的屏蔽效能。電磁兼容——屏蔽縫隙屏蔽：間隙的存在降低電磁屏蔽的效果。增加縫隙的深度，減小縫隙的長度將增大縫隙的屏蔽效能。深度可以理解為材料的厚度，縫隙的搭接深度?？p隙的屏蔽效能與縫隙的寬度沒有關(guān)系?？p隙的屏蔽效能取決于縫隙的最大尺寸，而不是其面積?？p隙的長度與基材的表面狀態(tài)，基材的剛性，堅(jiān)固點(diǎn)的間距有關(guān)。基材表面越越光滑、剛性越好，緊固點(diǎn)間距越小，縫隙的長度越小，屏蔽效能越高?？梢栽诳p隙間增加屏蔽材料，提高屏蔽效能。材料的搭接寬度至少大于10mm，一般是15-25mm，大于30mm沒有效果提升。電磁兼容——屏蔽穿孔屏蔽：最影響開孔金屬板屏蔽效能的是開孔的最大尺寸，其次是孔深，影響最小的孔間距。在可能的情況下盡可能開很密的通風(fēng)孔，有利于散熱?？梢允褂媒刂共▽?dǎo)通風(fēng)板。電磁兼容——屏蔽穿孔電纜：電纜直接穿透屏蔽體會(huì)降低屏蔽性能，因?yàn)槠帘螜C(jī)箱內(nèi)是干擾通過空間感應(yīng)到電纜上，在電纜上產(chǎn)生電流，這個(gè)電流流到機(jī)箱外部，并產(chǎn)生二次輻射，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生超標(biāo)輻射發(fā)射。機(jī)箱外部的電磁波干擾感應(yīng)到電纜上，在電纜上產(chǎn)生的電流流進(jìn)機(jī)箱，產(chǎn)生二次輻射，對(duì)機(jī)箱內(nèi)電路產(chǎn)生干擾。電纜成了一根高效的電磁波接收和發(fā)射天線。電磁兼容——屏蔽穿孔電纜屏蔽：穿孔電纜顯著降低屏蔽體的屏蔽效能。穿孔電纜出屏蔽體時(shí)必須接地，且接地十分優(yōu)良。也可以在穿孔位置加穿心電容之類的濾波器。芯線的屏蔽也十分重要。電磁兼容——屏蔽低屏磁場(chǎng)屏蔽：依靠高導(dǎo)磁材料的吸收損耗實(shí)現(xiàn)，一般不用鋁合金。要有足夠的厚度，開孔、縫隙等對(duì)效果影響不大。增加干擾源與敏感設(shè)備之間距離，可以很顯著提高屏蔽效果。電磁兼容——屏蔽屏蔽方案的選擇：減小堅(jiān)固點(diǎn)之間的距離，增加板材之間的貼合程度。采用雙排螺釘。盡量使板材與型村或者折彎件之間連接。電磁兼容——屏蔽屏蔽方案的選擇：增加縫隙深度。板材上打凸包。板材之間是凸點(diǎn)接觸，利用反射損耗，凸包距離般是20-25mm.縫隙中安裝屏蔽材料，減小接觸阻抗。如導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電布、簧片。通風(fēng)孔屏蔽：金屬絲網(wǎng)、穿孔金屬板、截止波導(dǎo)通風(fēng)板盡量避免局部開孔，局部開孔直徑應(yīng)小于15mm.電磁兼容——屏蔽塑膠件的電磁屏蔽：在塑膠件內(nèi)部或者外部噴導(dǎo)電導(dǎo)磁屏蔽膜。涂覆導(dǎo)電導(dǎo)磁涂料、噴漆導(dǎo)電漆、真空鍍鋁、電鍍或者化學(xué)鍍、粘貼金屬箔。增加涂料的厚度有助提高屏蔽效果。塑料間接縫技術(shù)：直接接觸（簡單不可靠）、點(diǎn)導(dǎo)電膠（生產(chǎn)效率低）、安裝彈簧片（要開模具）。電磁兼容——屏蔽穿孔電纜的電磁屏蔽：使用光纖出線。光纖不是金屬體。夾線結(jié)構(gòu)。采用屏蔽電纜時(shí)，屏蔽電纜在出屏蔽體時(shí)，采夾線結(jié)構(gòu)，保證電纜屏蔽層與屏蔽體之間可靠接地。電磁兼容——屏蔽穿孔電纜的電磁屏蔽：使用屏蔽連接器。內(nèi)線不屏蔽，外線屏蔽，連接器要與屏蔽體可靠連接。濾波連接器轉(zhuǎn)接，出線時(shí)加一個(gè)穿心電容。電磁兼容——屏蔽穿孔電纜的電磁屏蔽：直接出線。電纜直接出屏蔽體，必須保證電纜在屏蔽體的一側(cè)足夠短，避免干擾信號(hào)的耦合和發(fā)射。一般要求電纜在屏蔽體一側(cè)的長度小于80mm.電磁兼容——屏蔽穿孔電纜的電磁屏蔽：電源濾波器轉(zhuǎn)接。電源線進(jìn)出屏蔽體一般均是通過EMI濾波器轉(zhuǎn)接。保證濾波器與屏蔽體之間足夠低的接觸阻抗。原則上要求濾波器的進(jìn)出線隔離在屏蔽體的兩側(cè)。輸入線應(yīng)盡可能短，濾波器的出入線要有足夠的間隔，禁止并行走線，禁止捆扎在一起電磁兼容——屏蔽單板間的隔離設(shè)計(jì)：單板間的隔離設(shè)計(jì)是利用金屬導(dǎo)體隔離干擾源和敏感電源，增長電磁波的傳輸途徑，由于電源波是隨著傳輸距離衰減，從而減小干擾。隔離設(shè)計(jì)時(shí)金屬導(dǎo)體必須接地。單板安裝在金屬板上，插入插箱，利用金屬板實(shí)現(xiàn)隔離。金屬板通過滑道、拉手條接地。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的電磁兼容問題電磁兼容概述電磁兼容——屏蔽電磁兼容——接地電磁兼容——接地接地概述接地：為電源返回其源提供的低阻抗通道。接地作用：防雷接地、保護(hù)接地、工作接地、屏蔽接地、防靜電接地。接地搭接要求：搭接面良好的導(dǎo)電性、表面清潔干凈、無不導(dǎo)電油漆、接觸可靠、足夠的緊固力與接觸面積、電磁兼容——接地機(jī)柜接地設(shè)計(jì)機(jī)架作為參考地平面。圍框和立柱通過螺釘連接（或焊接），圍框與立柱的接觸面必須是導(dǎo)電處理的。蓋板與圍框之間接觸面導(dǎo)電處理，一般不要噴漆，方便安裝濾波器、出線裝置、接地銅條。門與側(cè)門經(jīng)常打開，必須加接地線。門和側(cè)門與機(jī)架之間的屏蔽材料是采用導(dǎo)電布、金屬絲網(wǎng)等電阻比較大的材料。無論打開與否，必須接地線。門和側(cè)門不經(jīng)常打開，與機(jī)架用簧片、螺旋管等純金屬連接，不加接地線。電磁兼容——接地機(jī)柜接地設(shè)計(jì)一般在機(jī)柜的蓋板上安裝銅條接外部接地線。銅條與蓋板連接螺釘不少于3個(gè)。銅條折彎部分伸入機(jī)柜內(nèi)部，與配電盒的屏蔽體端子相連。機(jī)柜結(jié)構(gòu)件通過本身的搭接與銅條相連，同時(shí)機(jī)柜內(nèi)部可安裝一個(gè)銅條作為屏蔽體的參考地，并與機(jī)柜頂部的銅條相連。交流供電設(shè)備中的交流濾波器或者插座，要求濾波器和插座的屏蔽體與箱體就近搭接。機(jī)柜與大地之間的接地線應(yīng)該使用足夠粗的電纜，一