電磁兼容EMC電磁屏蔽設計

電磁兼容EMC測試，它要求設備在其電磁環(huán)境中能正常完成它的功能，又不至于因為環(huán)境干擾而影響其正常工作。產(chǎn)品的 EMC 性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的工作穩定性和可靠性。電磁兼容EMC 設計中比較關(guān)鍵的一項就是有關(guān)設備的屏蔽設計。屏蔽能有效地抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè)：一是限制內部的輻射電磁能越過(guò)某一區域；二是防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區域，現有的屏蔽措施都是基于這兩個(gè)目的而施行。電磁屏蔽的方法就是以金屬或者磁性材料來(lái)隔離電磁干擾由一個(gè)區域向另一個(gè)區域感應或輻射傳播。一般分為兩種類(lèi)型：一種是靜電屏蔽，主要是防止靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響。另一種是電磁屏蔽，用于防止交變電場(chǎng)、交變磁場(chǎng)、交變電磁場(chǎng)的影響。

1．機柜（或屏蔽盒）的屏蔽：實(shí)際中的電磁屏蔽體都不是一個(gè)全封閉的屏蔽體，亦即它在電氣上不是連續均勻的。在實(shí)際的機箱和屏蔽盒結構設計中，通常都有電源線(xiàn)和控制線(xiàn)的引入和引出，在面板部分還有操作鍵、顯示屏的開(kāi)孔，后面板上還有通風(fēng)孔等等，所以實(shí)際機箱在電氣上并不連續，而電氣不連續的機箱會(huì )降低其屏蔽效能。下面是對機箱設計中的一些基本做法：（1）結構材料 ① 適用于底板和機殼的材料大多數是良導體，如銅、鋁等，可以屏蔽電場(chǎng)，主要的屏蔽機理是反射而不是吸收；② 對磁場(chǎng)的屏蔽需用鐵磁材料，如高導磁率合金和鐵。主要的屏蔽機理是吸收而不是反射；③ 在強電磁場(chǎng)環(huán)境中，要求材料能屏蔽電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種成分，因此需要結構上完好的鐵磁材料。屏蔽效率直接受材料厚度以及搭接和接地方法好壞的影響；④ 對于塑料殼體，是在其內壁噴涂屏蔽層，或在汽塑時(shí)摻入金屬纖維。
（2）縫隙：① 在底板和機殼的每一條縫和不連續處要盡可能好地搭接。最壞的電搭接對殼體的屏蔽效能起決定性作用；② 保證接縫處金屬對金屬的接觸，以防電磁能的泄漏和輻射。
（3）穿透和開(kāi)口：① 要注意由于電纜穿過(guò)機殼使整體屏蔽效能降低的程度，典型的未濾波的導線(xiàn)穿過(guò)屏蔽體時(shí)，屏蔽效能降低 30dB以上。② 電源線(xiàn)進(jìn)入機殼時(shí)，全部應通過(guò)濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機殼外；若濾波器結構不宜穿出機殼，則應在電源線(xiàn)進(jìn)入機殼處專(zhuān)為濾波器設置一隔艙。③ 信號線(xiàn)、控制線(xiàn)進(jìn)入或穿出機殼時(shí)，要通過(guò)適當的濾波器。具有濾波插針的多芯連接器（插座）適用于這種場(chǎng)合使用。
（4）搭接：① 盡可能用同樣的金屬搭接。保證搭接的直流電阻不大于 2.5 毫歐；② 對不同金屬進(jìn)行搭接要注意各種金屬在電化學(xué)序列表中的相對位置。電位差要盡可能小，并有合適的防腐蝕措施。當級別相差較遠的金屬搭接時(shí)，需在兩金屬表面間放入一個(gè)中間級別的金屬墊圈；③ 修整搭接表面，以便得到最大的接觸面積 ；④ 搭接前清洗所有配接表面。為防止氧化，在清除了保護層之后就馬上搭接配合表面；⑤ 對于永久性搭接應盡可能用熔焊或銅焊錫焊連接所有的接合面。射頻搭接應優(yōu)先采用永久性搭接。2．插箱的屏蔽：當插箱的工作頻率較高容易干擾其他插箱工作時(shí)，或工作非常敏感易受到其他插箱干擾時(shí)，有必要考慮插箱的屏蔽性能，插箱的屏蔽比較復雜，一般可采用以下方式：（1）面板采用金屬面板，一般使用 U 形面板；（2）為保證面板間的良好搭接，最好使用金屬簧片；（3）面板與機框間最好用金屬簧片或導電襯墊保證搭接；（4）機框的搭接必須良好保證；（5）插箱的上下一般有通風(fēng)散熱要求，可使用多孔薄板；（6）為及時(shí)泄放面板上的靜電，面板上最好有一金屬插針，此插針有靜電泄放和定位兩個(gè)作用；在機框內對應插針處必須有定位孔和接地簧片配合。3．電纜的屏蔽：由于電磁波存在于每個(gè)角落，所以稍有疏忽，就可能導致嚴重的損失，因此，對于各物件的屏蔽得慎重規劃。在各物件中，首重電纜之屏蔽，電纜的屏蔽最常使用編織的金屬網(wǎng)，而影響其屏蔽效能的因素包括：屏蔽材料及厚度，屏蔽層的終結方法及所使用的接頭，線(xiàn)上的駐波比，電纜本身的長(cháng)度及方向；此外，就實(shí)際上，電纜加屏蔽層后的柔軟度亦應重視。此外，電纜的屏蔽層應加以絕緣，因為不當的接地會(huì )產(chǎn)生雜訊；同時(shí)，除了同軸電纜之外，屏蔽層不應視為信號之回線(xiàn)。另外，用于傳送高頻信號的電纜其屏蔽層應兩端接地。除了電纜得加屏蔽層之外，接頭也應一并考慮；同時(shí)，接頭的屏蔽應予以適當的接地，而其屏蔽效能應不低于電纜屏蔽。

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