EMC电磁兼容整改:EMI的屏蔽理论!

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基本概念:

 

      所有的电磁波是由电场和磁场组成的。电磁波的强度与电磁波发生源的距离和自身特性有关,电场和磁场的比值称为波阻抗。

 

      在实际使用电路里面,如果电流比较大,说明源阻抗比较低,容易产生磁场;相反,电流比较小,电压比较高,电路源阻抗比较高,电路表现为电场。在离电磁波源头足够远时,电场与磁场之比相同。波阻抗等于377ohm,这是自由空间的固有阻抗。波阻抗的重要性能够用来考虑当电磁波遭遇中断时会发生什么来说明。如果波阻抗的幅值是与来自中断的固有阻抗完全不同,大多数能量将被反射并且非常小的一部分会穿过边界,多数金属具有仅毫米的固有阻抗。对于低阻抗磁场少部分能量被反射,并且多数被吸收,因为金属是更紧密的与场的阻抗匹配。这就是为什么屏蔽磁场是如此困难的原因。另一方面电场的波阻抗要高,由于这个原因大多数能量被反射。

 

      屏蔽是指用导电或导磁物质将电磁波发生源封闭起来,不让电磁波对外产生泄露或者减轻电磁波对外泄露的强度。减小电磁波外泄强度的这些装置称为屏蔽体。

 

      金属机箱的屏蔽效果是理想的。金属的厚度对低频的屏蔽是有用的,但对于高频一般用金属薄就可以满足要求了,这就是集肤效应的结果。任何机箱的密封不良,都会产生电磁波的泄露。通常,需要一些导电衬料进行填缝保持与机箱金属阻抗一致。

 

屏蔽衬料:

 

      在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器,似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波,取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于开口尺寸时,并不会产生明显的泄漏。因此,当干扰的频率较高时,这时波长较短,就需要使用电磁密封衬垫。具体说,当干扰的频率超过10MHz时,就要考虑使用电磁密封衬垫。

 

凡是有弹性且导电良好的材料都可以用做电磁密封衬垫。按照这个原理制造的电磁密封衬垫有:

 

导电橡胶:是在硅橡胶内填充占总一定重量比例的金属颗粒,如银粉、铜粉、铝粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃球、镍碳等。这些材料都具有良好弹性,同时具有较好的导电性。

 

金属编织丝网:用铜丝、蒙乃尔丝或不锈钢丝编织成网或管状。用于机箱法兰衬垫和电缆屏蔽。有一种透明的金属丝网广泛用于显示器屏蔽。效果非常理想。

 

铍铜簧片:用铍铜制成的簧片,具有很好的弹性和导电性。常用于电池正负片,机箱,屏蔽室门窗等。

 

多重导电橡胶:由两层橡胶构成,内层是普通硅橡胶,外层是导电橡胶。这种材料克服了传统导电橡胶弹性差的缺点,使橡胶的弹性得以充分体现。它的原理有些像带橡胶芯的金属丝网条。

 

衬料选择依据:

 

选择使用什么种类电磁密封衬垫时需要考虑四个因素:

 

屏蔽效能要求:屏蔽效能是屏蔽材料固有的电气特性。屏蔽效能是非常重要的指标,在每一种衬垫材料都有屏蔽效能数据,可参考数据表。

 

环境密封要求:环境密封要求主要考虑防水防尘防腐蚀等特别要求。

 

安装结构要求:安装结构要求主要考虑安装的方便性和可操作性。

 

成本要求:是对衬料价格方面的限制。





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