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屏蔽玻璃—EMI控制方法

- 2017-06-09-

屏蔽功率是对屏蔽体进行功能评价的一个指数,它的表达式为:


  SE(db)=A+R+B


  1) 其间A为吸收损耗,吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸收损耗能够通过下面的公式核算:


  AdB=1.314(f*σ*μ)1/2*t


  f: 频率(MHz) μ:铜的导磁率 σ:铜的导电率 t:屏蔽体厚度


  2) R指反射损耗,反射损耗(近场)的巨细取决于电磁波发生源的性质以及与波源的间隔。关于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻抗越高,然后跟着与波源间隔的增加而下降,但平面波阻抗则无改变(恒为377)。相反,假如波源是一个小型线圈,则此刻将以磁场为主,离波源越近波阻抗越低,波阻抗跟着与波源间隔的增加而增加,但当间隔超过波长的六分之一时,波阻抗不再改变,恒定在377处。反射损耗随波阻抗与屏蔽阻抗的比率改变,因而它不仅取决于波的类型,并且取决于屏蔽罩与波源之间的间隔。这种状况适用于小型带屏蔽的设备。


  近场反射损耗可按下式核算:


  R(电)db=321.8-(20*lg r)-(30*lg f)-[10*lg(μ/σ)]


  R(磁)db=14.6+(20*lg r)+(10*lg f)+[10*lg(μ/σ)]


  其间r指波源与屏蔽之间的间隔。


  3) SE算式最后一项是校对因子B,其核算公式为:


  B=20lg[-exp(-2t/σ)]


  此式仅适用于近磁场环境并且吸收损耗小于10dB的状况。由于屏蔽物吸收功率不高,其内部的再反射会使穿过屏蔽层另一面的能量增加,所以校对因子是个负数,表明屏蔽功率的下降状况。


  也即是说,我们想抑制住EMI,有必要进步屏蔽功率,那么,屏蔽资料的挑选也变得很主要了.只有如金属和铁之类导磁率高的资料才干在极低频率下到达较高屏蔽功率。这些资料的导磁率会跟着频率增加而下降,别的假如初始磁场较强也会使导磁率下降,还有即是选用机械办法将屏蔽罩作成规则形状同样会下降导磁率。


  在高频电场下,选用薄层金属作为外壳或内衬资料可到达杰出的屏蔽作用,但条件是屏蔽有必要接连,并将灵敏有些彻底遮盖住,没有缺口或缝隙(构成一个法拉第笼)。然而在实践中要制作一个无接缝及缺口的屏蔽罩是不也许的,由于屏蔽罩要分红多个有些进行制作,因而就会有缝隙需求接合,别的通常还得在屏蔽罩上打孔以便装置与插卡或装置组件的连线。


  规划屏蔽罩的艰难在于制作过程中不可避免会发生孔隙,并且设备运转过程中还会需求用到这些孔隙。制作、面板连线、通风口、外部监测窗口以及面板装置组件等都需求在屏蔽罩上打孔,然后大大下降了屏蔽功能。尽管沟槽和缝隙不可避免,但在屏蔽规划中对与电路作业频率波长有关的沟槽长度作细心思考是很有优点的。


  任一频率电磁波的波长为:波长(λ)=光速(C)/频率(Hz)


  当缝隙长度为波长(截止频率)的一半时,RF波开端以20dB/lO倍频(1/10截止频率)或6dB/8倍频(1/2截止频率)的速率衰减。通常RF发射频率越高衰减越严峻,由于它的波长越短。当涉及到最高频率时,有必要要思考也许会呈现的任何谐波,


  一旦知道了屏蔽罩内RF辐射的频率及强度,就可核算出屏蔽罩的最大允许缝隙和沟槽。例如假如需求对1GHz(波长为300mm)的辐射衰减,则150mm的缝隙将会开端发生衰减,因而当存在小于150mm的缝隙时,1GHz辐射就会被衰减。所以对1GHz频率来讲,若需求衰减20dB,则缝隙应小于15 mm(150mm的1/10),需求衰减26dB时,缝隙应小于7.5mm(15mm的1/2以上),需求衰减32dB时,缝隙应小于3.75mm(7.5mm的1/2以上)。


  可选用适宜的导电衬垫使缝隙巨细限定在规则尺度内,然后完成这种衰减作用。由于接缝会致使屏蔽罩导通率下降,因而屏蔽功率也会下降。要留意低于截止频率的辐射其衰减只取决于缝隙的长度直径比,例如长度直径比为3时可获得100dB的衰减。在需求穿孔时,可利用厚屏蔽罩上面小孔的波导特性;另一种完成较高长度直径比的办法是附加一个小型金属屏蔽物,如一个巨细适宜的衬垫。上述原理及其在多缝状况下的推行构成多孔屏蔽罩规划根底。


  多孔薄型屏蔽层:多孔的例子许多,比如薄金属片上的通风孔等等,当各孔距离较近时规划上有必要要细心思考。下面是此类状况下屏蔽功率核算公式


  SE=[20lg(fc/o/σ)]-10lg n其间f截止频率n:孔洞数目


  留意此公式仅适用于孔距离小于孔直径的状况,也可用于核算金属编织网的有关屏蔽功率。


  接缝和接点:电焊、铜焊或锡焊是薄片之间进行永久性固定的常用方法,接合部位金属外表有必要整理洁净,以使接合处能彻底用导电的金属填满,坚持高阻状况。导电衬垫的作用是削减接缝或接合处的槽、孔或缝隙,使RF辐射不会发出出去。EMI衬垫是一种导电介质,用于添补屏蔽罩内的空地并供给接连低阻抗接点。


  屏蔽垫片体系:一个需求思考的主要因素是紧缩,紧缩能在衬垫和垫片之间发生较高导电率。衬垫和垫片之间导电性太差会下降屏蔽功率,别的接合处假如少了一块则会呈现细缝而构成槽状天线,其辐射波长比缝隙长度小约4倍。


  保证导通性首先要保证垫片外表滑润、洁净并通过必要处理以具有杰出导电性,这些外表在接合之前有必要先遮住;别的屏蔽衬垫资料对这种垫片具有继续杰出的粘合性也非常主要。导电衬垫的可紧缩特功能够补偿垫片的任何不规则状况。


500万彩票网  一切衬垫都有一个有用作业最小触摸电阻,规划人员能够加大对衬垫的紧缩力度以下降多个衬垫的触摸电阻,当然这将增加密封强度,会使屏蔽罩变得更为曲折。大多数衬垫在紧缩到本来厚度的30%至70%时作用比较好。因而在主张的最小触摸面范围内,两个相向凹点之间的压力应足以保证衬垫和垫片之间具有杰出的导电性。


  另一方面,对衬垫的压力不该大到使衬垫处于非正常紧缩状况,由于此刻会致使衬垫触摸失效,并也许发生电磁走漏。与垫片别离的请求关于将衬垫紧缩控制在制作商主张范围非常主要,这种规划需求保证垫片具有足够的硬度,避免在垫片紧固件之间发生较大曲折。在某些状况下,也许需求别的一些紧固件以避免外壳构造曲折。


  紧缩性也是滚动接合处的一个主要特性,如在门或插板等方位。若衬垫易于紧缩,那么屏蔽功能会跟着门的每次滚动而下降,此刻衬垫需求更高的紧缩力才干到达与新衬垫一样的屏蔽功能。在大多数状况下这不太也许做得到,因而需求一个长时刻EMI解决方案。


  假如屏蔽罩或垫片由涂有导电层的塑料制成,则增加一个EMI衬垫不会发生太多疑问,可是规划人员有必要思考许多衬垫在导电外表上都会有磨损,通常金属衬垫的镀层外表更易磨损。跟着时刻增加这种磨损会下降衬垫接合处的屏蔽功率,并给后边的制作商带来费事。


  假如屏蔽罩或垫片构造是金属的,那么在喷涂抛光资料之前可加一个衬垫把垫片外表包住,只需用导电膜和卷带即可。若在接合垫片的两头都运用卷带,则可用机械固件对EMI衬垫进行紧固,例如带有塑料铆钉或压敏粘结剂(PSA)的“C型”衬垫。衬垫装置在垫片的一边,以完成对EMI的屏蔽。


  推行开来说,不仅仅针对高频电路,通常体系都需求进行屏蔽,这是由于构造自身存在一些槽和缝隙。所需屏蔽可通过一些基本原则断定,可是理论与实际之间仍是有不同。例如在核算某个频率下衬垫的巨细和距离时还有必要思考信号的强度,如同在一个设备中运用了多个处理器时的景象。外表处理及垫片规划是坚持长时刻屏蔽以完成EMC功能的关键因素。


 


 


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