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电磁屏蔽在电磁兼容问题中的巧妙运用

更新时间:2020-04-07      点击次数:643

电磁波会与电子元件作用,产生干扰现象,称为EMI。例如,TV荧光屏晌常见的“雪花”,表示接受到的讯号被干扰。

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止它们收到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体晌的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率的金属材料中产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

许多人不了解电磁屏蔽的原理,认为只要用金属做一个箱子,然后将箱子接地,就能够起到电磁屏蔽的作用。在这种概念指导下结果是失败。因为,电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。

真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素:一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的,另一个是不能直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多导电不连续点,主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。

这些不导电的缝隙产生了电磁泄漏,如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料,消除不导电点。这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。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。

电磁兼容

电磁屏蔽的原理

a、当电磁波到达屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射。这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度,只要求交界面上的不连续,对入射波产生的反射。这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度,只要求交界面上的不连续;

b、未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前传播的过程中,被屏蔽材料所衰减。也就是所谓的吸收;

c、在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时,遇到金属-空气阻抗不连续的交界面,会形成再次反射,并重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。总之,电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和电磁波的吸收。

现在有许多关于产品辐射和传导发射限制的国家标准和标准。有些还规定了对各种干扰的低敏感度要求。通常,对于不同类型的电子设备有不同的标准。虽然一个产品要获得市场的成功,满足这些标准是必要的,但符合这些标准是自愿的。

但是,有些国家给出的是规范,而不是标准,因此要在这些国家销售产品,符合标准是强制性的,有些规范不仅规定了标准,还赋予当局罚没不符合产品的权利。

应用范围:笔记本电脑、GPS、ADSL和手机等3C产品都会因高频电磁波干扰产生杂讯,影响通讯品质。另若人体长期暴露于强力电磁场下,则可能易患癌症病变。因此防电磁干扰已是*而且势在必行的制程。

导电漆、EMI导电漆喷涂技术具有高导电性、高电磁屏蔽效率、喷涂操作简单(同表面喷漆操作一样只需在塑胶外壳内喷涂上薄薄一层导电漆)等特点,喷涂导电漆解决了因做金属屏蔽罩受空间限制、操作、成本压力的限制,因其导电漆喷涂操作极其简单,做到了塑胶金属化,而受到越来越多的关注及推广。逐渐取代了以往贴锡箔、铜纸、做金属屏蔽罩的工艺。屏蔽导电漆就是能用于喷涂的一种油漆干燥形成漆膜后起到的导电作用,从而屏蔽电磁波干扰的功能。

这些屏蔽材料广泛应用于通讯制品(手机)、电脑(笔记本)、便携式电子产品、消费电子、网络硬件(服务器等)、医疗仪器、家用电子产品和航天及国防等电子设备的EMI屏蔽。

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