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電磁屏蔽在電磁兼容問題中的巧妙運用

更新時間:2020-04-07      點擊次數(shù):853

電磁波會與電子元件作用,產(chǎn)生干擾現(xiàn)象,稱為EMI。例如,TV熒光屏晌常見的“雪花”,表示接受到的訊號被干擾。

屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進行金屬的隔離,以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來,防止它們收到外界電磁場的影響。

因為屏蔽體對來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體晌的界面反射)和抵消能量(電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場,可抵消部分干擾電磁波)的作用,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。

(1)當(dāng)干擾電磁場的頻率較高時,利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流,形成對外來電磁波的抵消作用,從而達到屏蔽的效果。

(2)當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時,要采用高導(dǎo)磁率的材料,從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部,防止擴散到屏蔽的空間去。

(3)在某些場合下,如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時,往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

許多人不了解電磁屏蔽的原理,認為只要用金屬做一個箱子,然后將箱子接地,就能夠起到電磁屏蔽的作用。在這種概念指導(dǎo)下結(jié)果是失敗。因為,電磁屏蔽與屏蔽體接地與否并沒有關(guān)系。

真正影響屏蔽體屏蔽效能的只有兩個因素:一個是整個屏蔽體表面必須是導(dǎo)電連續(xù)的,另一個是不能直接穿透屏蔽體的導(dǎo)體。屏蔽體上有很多導(dǎo)電不連續(xù)點,主要的一類是屏蔽體不同部分結(jié)合處形成的不導(dǎo)電縫隙。

這些不導(dǎo)電的縫隙產(chǎn)生了電磁泄漏,如同流體會從容器上的縫隙上泄漏一樣。解決這種泄漏的一個方法是在縫隙處填充導(dǎo)電彈性材料,消除不導(dǎo)電點。這就像在流體容器的縫隙處填充橡膠的道理一樣。這種彈性導(dǎo)電填充材料就是電磁密封襯墊。在許多文獻中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器,似乎只有當(dāng)用導(dǎo)電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能夠防止電磁波泄漏。

實際上這是不確切的。因為縫隙或孔洞是否會泄漏電磁波,取決于縫隙或孔洞相對于電磁波波長的尺寸。當(dāng)波長遠大于開口尺寸時,并不會產(chǎn)生明顯的泄漏。

電磁兼容

電磁屏蔽的原理

a、當(dāng)電磁波到達屏蔽體表面時,由于空氣與金屬的交界面上阻抗的不連續(xù),對入射波產(chǎn)生的反射。這種反射不要求屏蔽材料必須有一定的厚度,只要求交界面上的不連續(xù),對入射波產(chǎn)生的反射。這種反射不要求屏蔽材料必須有一定的厚度,只要求交界面上的不連續(xù);

b、未被表面反射掉而進入屏蔽體的能量,在體內(nèi)向前傳播的過程中,被屏蔽材料所衰減。也就是所謂的吸收;

c、在屏蔽體內(nèi)尚未衰減掉的剩余能量,傳到材料的另一表面時,遇到金屬-空氣阻抗不連續(xù)的交界面,會形成再次反射,并重新返回屏蔽體內(nèi)。這種反射在兩個金屬的交界面上可能有多次的反射。總之,電磁屏蔽體對電磁的衰減主要是基于電磁波的反射和電磁波的吸收。

現(xiàn)在有許多關(guān)于產(chǎn)品輻射和傳導(dǎo)發(fā)射限制的國家標(biāo)準和標(biāo)準。有些還規(guī)定了對各種干擾的低敏感度要求。通常,對于不同類型的電子設(shè)備有不同的標(biāo)準。雖然一個產(chǎn)品要獲得市場的成功,滿足這些標(biāo)準是必要的,但符合這些標(biāo)準是自愿的。

但是,有些國家給出的是規(guī)范,而不是標(biāo)準,因此要在這些國家銷售產(chǎn)品,符合標(biāo)準是強制性的,有些規(guī)范不僅規(guī)定了標(biāo)準,還賦予當(dāng)局罰沒不符合產(chǎn)品的權(quán)利。

應(yīng)用范圍:筆記本電腦、GPS、ADSL和手機等3C產(chǎn)品都會因高頻電磁波干擾產(chǎn)生雜訊,影響通訊品質(zhì)。另若人體長期暴露于強力電磁場下,則可能易患癌癥病變。因此防電磁干擾已是*而且勢在必行的制程。

導(dǎo)電漆、EMI導(dǎo)電漆噴涂技術(shù)具有高導(dǎo)電性、高電磁屏蔽效率、噴涂操作簡單(同表面噴漆操作一樣只需在塑膠外殼內(nèi)噴涂上薄薄一層導(dǎo)電漆)等特點,噴涂導(dǎo)電漆解決了因做金屬屏蔽罩受空間限制、操作、成本壓力的限制,因其導(dǎo)電漆噴涂操作極其簡單,做到了塑膠金屬化,而受到越來越多的關(guān)注及推廣。逐漸取代了以往貼錫箔、銅紙、做金屬屏蔽罩的工藝。屏蔽導(dǎo)電漆就是能用于噴涂的一種油漆干燥形成漆膜后起到的導(dǎo)電作用,從而屏蔽電磁波干擾的功能。

這些屏蔽材料廣泛應(yīng)用于通訊制品(手機)、電腦(筆記本)、便攜式電子產(chǎn)品、消費電子、網(wǎng)絡(luò)硬件(服務(wù)器等)、醫(yī)療儀器、家用電子產(chǎn)品和航天及國防等電子設(shè)備的EMI屏蔽。

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