淺談有關電磁兼容的設計技巧(二)
發布時間:2013-03-12 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】在產品結構方案設計階段,主要針對產品需要滿足EMC法規標準,對產品采用什麼屏蔽設計方案、選(xuan)擇(ze)什(shen)麼(me)屏(ping)蔽(bi)材(cai)料(liao),以(yi)及(ji)材(cai)料(liao)的(de)厚(hou)度(du)提(ti)出(chu)設(she)計(ji)方(fang)案(an),另(ling)外(wai)對(dui)屏(ping)蔽(bi)體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)搭(da)接(jie)設(she)計(ji),縫(feng)隙(xi)設(she)計(ji)考(kao)慮(lv),同(tong)時(shi)重(zhong)點(dian)考(kao)慮(lv)接(jie)口(kou)連(lian)接(jie)器(qi)與(yu)結(jie)構(gou)件(jian)的(de)配(pei)合(he)。
電磁屏蔽材料的選用
具有較高導電、導磁特性的材料可以用作屏蔽材料。常用的有鋼板、鋁板、鋁箔、銅板、銅箔等。也可以在塑料機箱上噴塗鎳漆或銅漆的方法實現屏蔽。
屏蔽機箱的屏蔽效能除了與所選屏蔽材料的導電率、導dao磁ci率lv和he厚hou度du有you關guan外wai,在zai很hen大da程cheng度du上shang還hai依yi賴lai於yu機ji箱xiang的de結jie構gou,即ji其qi導dao電dian連lian續xu性xing。任ren何he實shi用yong的de屏ping蔽bi機ji箱xiang上shang都dou有you縫feng隙xi,這zhe些xie縫feng隙xi是shi由you於yu屏ping蔽bi板ban之zhi間jian臨lin時shi性xing搭da接jie所suo造zao成cheng的de。由you於yu縫feng隙xi的de導dao電dian不bu連lian續xu性xing,在zai縫feng隙xi處chu會hui產chan生sheng電dian磁ci泄xie漏lou。因yin此ci,對dui於yu永yong久jiu性xing搭da接jie,可ke以yi使shi用yong焊han接jie的de方fang法fa消xiao除chu縫feng隙xi。如ru果guo使shi用yong鉚mao接jie或huo螺luo釘ding連lian接jie,間jian距ju必bi須xu足zu夠gou小xiao。對dui於yu非fei永yong久jiu性xing搭da接jie,采cai用yong電dian磁ci密mi封feng襯chen墊dian等deng屏ping蔽bi材cai料liao則ze是shi十shi分fen有you效xiao的de手shou段duan。
電磁密封襯墊
電磁密封襯墊是一中彈性好、導dao電dian性xing高gao的de材cai料liao。將jiang這zhe種zhong材cai料liao填tian充chong在zai縫feng隙xi處chu,能neng保bao持chi導dao電dian連lian續xu性xing,是shi解jie決jue縫feng隙xi電dian磁ci泄xie漏lou的de好hao方fang法fa。在zai選xuan用yong電dian磁ci密mi封feng襯chen墊dian時shi,需xu要yao熟shu悉xi以yi下xia特te性xing參can數shu:
轉移阻抗設襯墊和兩側屏蔽板的接合麵上流過電流I,而兩側屏蔽板之間的電壓為V,則轉移阻抗定義為Zr=V/I。轉移阻抗越低,則兩側屏蔽板之間的電磁泄漏越小,加襯墊後該縫隙的屏蔽效能越高。
硬度襯墊的硬度應當適中,硬度太低,易造成接觸不良,屏蔽效能較低;硬度太高,需要較大的壓力,給結構設計造成困難。
yasuoyongjiuxingbianchendianzhiyouzaiwailizuoyongxiafashengyidingdexingbianshi,caiyoupingbizuoyong。dangwailiqudiaohou,chendianbuhuiwanquanhuifudaoyuanlaidexingzhuang,jifashengleyongjiuxingbian。dangran,chendiandeyasuoyongjiuxingbianyuexiaoyuehao。
襯墊厚度襯墊的厚度應能滿足接觸麵不平整度的要求,利用其彈性,將縫隙填充滿,達到導電連續性的目的。
常用的電磁密封襯墊有以下幾種類型:
金屬絲網襯墊用金屬絲編織成的彈性網套,為純金屬接觸,接觸電阻低;但金屬絲在高頻時會呈現較大感抗,使屏蔽效能降低。所以隻適用於l吉赫以下的頻率範圍。
橡膠芯編織網套將金屬絲編織的網套套在發泡橡膠芯或矽橡膠芯上,具有很好的彈性和導電性。
導(dao)電(dian)橡(xiang)膠(jiao)襯(chen)墊(dian)在(zai)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)內(nei)填(tian)充(chong)金(jin)屬(shu)顆(ke)粒(li)或(huo)金(jin)屬(shu)絲(si),構(gou)成(cheng)導(dao)電(dian)的(de)彈(dan)性(xing)物(wu)質(zhi)。由(you)於(yu)導(dao)電(dian)橡(xiang)膠(jiao)中(zhong)的(de)導(dao)電(dian)顆(ke)粒(li)之(zhi)間(jian)的(de)容(rong)抗(kang)在(zai)高(gao)頻(pin)時(shi)會(hui)降(jiang)低(di),因(yin)此(ci),填(tian)充(chong)金(jin)屬(shu)顆(ke)粒(li)在(zai)高(gao)頻(pin)時(shi)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)能(neng)較(jiao)高(gao)。如(ru)果(guo)填(tian)充(chong)方(fang)向(xiang)一(yi)致(zhi)的(de)金(jin)屬(shu)絲(si),還(hai)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)純(chun)金(jin)屬(shu)接(jie)觸(chu),但(dan)由(you)於(yu)金(jin)屬(shu)絲(si)在(zai)高(gao)頻(pin)時(shi)呈(cheng)現(xian)較(jiao)大(da)感(gan)抗(kang),使(shi)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)能(neng)降(jiang)低(di),所(suo)以(yi)填(tian)充(chong)金(jin)屬(shu)絲(si)時(shi)隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)低(di)頻(pin)。
鈹(pi)銅(tong)指(zhi)形(xing)簧(huang)片(pian)利(li)用(yong)被(bei)銅(tong)良(liang)好(hao)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)和(he)彈(dan)性(xing),可(ke)製(zhi)成(cheng)各(ge)種(zhong)指(zhi)形(xing)簧(huang)片(pian)。由(you)於(yu)純(chun)金(jin)屬(shu)接(jie)觸(chu),直(zhi)流(liu)電(dian)阻(zu)低(di),感(gan)抗(kang)又(you)小(xiao),所(suo)以(yi)低(di)頻(pin)和(he)高(gao)頻(pin)時(shi)都(dou)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)能(neng)。

圖2:螺旋管襯墊
螺旋管襯墊用鍍錫被銅或不鏽鋼做成的螺旋管,具有良好的彈性和導電性,是目前屏蔽效能最高的襯墊。
導電化合物
導(dao)電(dian)化(hua)合(he)物(wu)包(bao)括(kuo)各(ge)種(zhong)導(dao)電(dian)膠(jiao)和(he)各(ge)種(zhong)導(dao)電(dian)填(tian)充(chong)物(wu)等(deng)。環(huan)氧(yang)導(dao)電(dian)膠(jiao)可(ke)用(yong)於(yu)金(jin)屬(shu)之(zhi)間(jian),金(jin)屬(shu)與(yu)非(fei)金(jin)屬(shu)之(zhi)間(jian),各(ge)種(zhong)硬(ying)性(xing)表(biao)麵(mian)之(zhi)間(jian)的(de)導(dao)電(dian)粘(zhan)接(jie)。可(ke)代(dai)替(ti)焊(han)錫(xi),完(wan)成(cheng)微(wei)波(bo)器(qi)件(jian)引(yin)線(xian)連(lian)接(jie);可修複印製板線路,可用於導電陶瓷粘接,天線元件粘接,玻璃除霜粘接,導電/導熱粘接,微波波導部件粘接等。矽脂導電膠用於將彈性的導電橡膠粘接固定在金屬表麵上,可應用於航天、航空、軍用等電子設備中。導電填充物是一種高導電漿糊狀材料,用於無法加裝屏蔽襯墊的縫隙處,固化後仍保持彈性。
截止波導通風板
屏ping蔽bi機ji箱xiang的de通tong風feng口kou及ji其qi它ta開kai口kou都dou是shi主zhu要yao的de電dian磁ci輻fu射she源yuan。采cai用yong開kai小xiao孔kong或huo加jia金jin屬shu絲si網wang的de方fang法fa都dou難nan以yi達da到dao滿man意yi的de屏ping蔽bi效xiao能neng。理li論lun證zheng明ming,當dang金jin屬shu管guan截jie麵mian尺chi寸cun滿man足zu一yi定ding條tiao件jian時shi,可ke以yi傳chuan輸shu一yi定ding頻pin率lv範fan圍wei的de電dian磁ci波bo,稱cheng為wei波bo導dao管guan。而er波bo導dao管guan存cun在zai一yi個ge截jie止zhi頻pin率lv,當dang頻pin率lv低di於yu截jie止zhi頻pin率lv時shi,電dian磁ci波bo被bei截jie止zhi而er不bu能neng傳chuan輸shu。根gen據ju這zhe個ge原yuan理li可ke以yi設she計ji成cheng截jie止zhi波bo導dao管guan。截jie止zhi波bo導dao通tong風feng板ban由you許xu多duo截jie止zhi波bo導dao管guan依yi次ci排pai列lie組zu成cheng,為wei了le提ti高gao通tong風feng效xiao率lv,每mei個ge截jie止zhi波bo導dao管guan的de截jie麵mian都dou設she計ji為wei六liu角jiao形xing,故gu又you稱cheng蜂feng窩wo狀zhuang通tong風feng板ban。當dang屏ping蔽bi效xiao能neng要yao求qiu很hen高gao時shi,可ke用yong兩liang塊kuai截jie止zhi波bo導dao通tong風feng板ban構gou成cheng雙shuang層ceng通tong風feng板ban。而er通tong風feng板ban材cai料liao的de導dao電dian率lv是shi屏ping蔽bi效xiao能neng的de重zhong要yao因yin素su,采cai用yong高gao導dao電dian率lv材cai料liao或huo鍍du層ceng的de通tong風feng板ban可ke以yi得de到dao高gao屏ping蔽bi效xiao能neng。
導電玻璃和導電膜片
xianshipinghuoxianshichuangkoujiyaomanzushijiaoyaoqiu,youyaomanzufangdiancifushedeyaoqiu,weici,kexuanyongdaodianbolishixianpingbi。daodianbolikeyongliangkuaiguangxuebolizhongjianjiajinshusiwanggoucheng,jinshusiwangdemiduyueda,pingbixiaonengjiuyuegao,dantouguangxingbiandeyuecha。daodianboliyekeyouguangxuebolihuoyoujibolibiaomiandudejinshubomogoucheng。ciwai,haikeyizaitoumingjuzhimopianshangduyijinshubomo,zhichengrouxingtoumingdaodianmopian。zhezhongmopiandetouguangxingkeda70%(80%,而且膜片很薄,僅0.13mm,可以直接貼覆在常規玻璃或有機玻璃表麵,特別適用於要求高透明度和中等屏蔽效能的儀表表盤、液晶顯示器、麵板指示燈孔、彩色顯示器等部位。
電磁幹擾濾波器的選用
實(shi)踐(jian)表(biao)明(ming),即(ji)使(shi)對(dui)一(yi)個(ge)經(jing)過(guo)很(hen)好(hao)設(she)計(ji)並(bing)且(qie)具(ju)有(you)正(zheng)確(que)的(de)屏(ping)蔽(bi)和(he)接(jie)地(di)措(cuo)施(shi)的(de)產(chan)品(pin),也(ye)仍(reng)然(ran)會(hui)有(you)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)發(fa)射(she)或(huo)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)進(jin)入(ru)產(chan)品(pin)。濾(lv)波(bo)是(shi)壓(ya)縮(suo)幹(gan)擾(rao)頻(pin)譜(pu)的(de)一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)方(fang)法(fa),當(dang)幹(gan)擾(rao)頻(pin)譜(pu)不(bu)同(tong)於(yu)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)帶(dai)時(shi),可(ke)以(yi)用(yong)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)濾(lv)波(bo)器(qi)將(jiang)無(wu)用(yong)的(de)幹(gan)擾(rao)濾(lv)除(chu)。因(yin)此(ci),恰(qia)當(dang)地(di)選(xuan)擇(ze)和(he)正(zheng)確(que)地(di)使(shi)用(yong)濾(lv)波(bo)器(qi)對(dui)抑(yi)製(zhi)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)是(shi)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)。從(cong)頻(pin)率(lv)選(xuan)擇(ze)的(de)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)濾(lv)波(bo)器(qi)屬(shu)於(yu)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi),分(fen)為(wei)信(xin)號(hao)線(xian)濾(lv)波(bo)器(qi)和(he)電(dian)源(yuan)線(xian)濾(lv)波(bo)器(qi)等(deng)。
信號線濾波器
信號線濾波器是用在各種信號線上的低通濾波器,用來濾除高頻幹擾成分。可分為線路板濾波器、饋通濾波器和連接器濾波器等三種。線路板濾波器適合於安裝在線路板上,具有成本低、安裝方便等優點;饋通濾波器適合於安裝在屏蔽殼體上,特別適用於單根導線或電纜穿過屏蔽體時使用;lvboqilianjieqishiyongyuduogendaoxianhuodianlanchuanguopingbitishishiyong。lvboqilianjieqizaiwaixingshanghechicunshangdouheputonglianjieqixiangtong,liangzhewanquankeyihuhuan。danlvboqilianjieqidemeigezhenhuokongshangdouyouyigeditonglvboqi,tadedianlukeyishidangedianrongde,yekeyishiL型或π型的。
選xuan用yong信xin號hao線xian濾lv波bo器qi時shi,應ying根gen據ju使shi用yong的de場chang合he,選xuan擇ze濾lv波bo器qi的de類lei型xing,根gen據ju濾lv波bo要yao求qiu選xuan擇ze濾lv波bo器qi的de電dian路lu和he性xing能neng指zhi標biao,為wei了le保bao證zheng信xin號hao頻pin率lv順shun利li通tong過guo濾lv波bo器qi,濾lv波bo器qi的de截jie止zhi頻pin率lv應ying高gao於yu信xin號hao頻pin率lv的de上shang限xian。此ci外wai,還hai應ying正zheng確que選xuan擇ze濾lv波bo器qi的de工gong作zuo電dian壓ya、電流、溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)等(deng)。在(zai)使(shi)用(yong)信(xin)號(hao)線(xian)濾(lv)波(bo)器(qi)時(shi),最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)保(bao)證(zheng)濾(lv)波(bo)器(qi)有(you)良(liang)好(hao)的(de)接(jie)地(di),接(jie)地(di)線(xian)應(ying)盡(jin)量(liang)短(duan)。濾(lv)波(bo)器(qi)外(wai)殼(ke)應(ying)與(yu)屏(ping)蔽(bi)體(ti)有(you)良(liang)好(hao)的(de)電(dian)接(jie)觸(chu),可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)焊(han)接(jie)方(fang)式(shi)或(huo)采(cai)用(yong)射(she)頻(pin)電(dian)磁(ci)密(mi)封(feng)襯(chen)墊(dian)。
新研製的濾波器陣列板是將濾波器製成微形器件,並排列成陣列,能快速安裝到電子產品的底板或隔斷上,以實現密封或隔離。
鐵氧體電磁幹擾抑製元件
鐵tie氧yang體ti是shi一yi種zhong立li方fang晶jing格ge結jie構gou的de亞ya鐵tie磁ci性xing材cai料liao。它ta的de製zhi造zao工gong藝yi和he機ji械xie性xing能neng與yu陶tao瓷ci相xiang似si,顏yan色se為wei灰hui黑hei色se。對dui於yu抑yi製zhi電dian磁ci幹gan擾rao用yong的de鐵tie氧yang體ti,最zui重zhong要yao的de性xing能neng參can數shu為wei磁ci導dao率lvμ和飽和磁通密度Bs。磁導率μ可以表示為複數,實數部分構成電感,虛數部分代表損耗,隨著頻率的增加而增加。因此,它的等效電路為由電感L和電阻R組成的串聯電路,L和R都是頻率的函數。例如磁導率為850的鐵氧體,在10MHz時阻抗小於10Ω,而超過l00MHz後阻抗大於100Ω,使高頻幹擾大大衰減。這樣,就構成了一個低通濾波器。低頻時R很小,L起主要作用,電磁幹擾被反射而受到抑製;高頻時R增大,電磁幹擾被吸收並轉換成熱能。
鐵氧體抑製元件廣泛應用於印製電路板、電源線和數據線上。例如在印製板的電源線入口端加上鐵氧體抑製元件,就可以濾除高頻幹擾。鐵氧體磁環或磁珠專用於抑製信號線、電源線上的高頻幹擾和尖峰幹擾,它也具有吸收靜電放電脈衝幹擾的能力。
不bu同tong的de鐵tie氧yang體ti抑yi製zhi元yuan件jian,有you不bu同tong的de最zui佳jia抑yi製zhi頻pin率lv範fan圍wei。通tong常chang磁ci導dao率lv越yue高gao,抑yi製zhi的de頻pin率lv就jiu越yue低di。此ci外wai,鐵tie氧yang體ti的de體ti積ji越yue大da,抑yi製zhi效xiao果guo越yue好hao。在zai體ti積ji一yi定ding時shi,長chang而er細xi的de形xing狀zhuang比bi短duan而er粗cu的de抑yi製zhi效xiao果guo好hao,內nei徑jing越yue小xiao抑yi製zhi效xiao果guo也ye越yue好hao。但dan在zai有you直zhi流liu或huo交jiao流liu偏pian流liu的de情qing況kuang下xia,還hai存cun在zai鐵tie氧yang體ti飽bao和he的de問wen題ti,抑yi製zhi元yuan件jian橫heng截jie麵mian越yue大da,越yue不bu易yi飽bao和he,可ke承cheng受shou的de偏pian流liu越yue大da。
鐵氧體抑製元件應當安裝在靠近幹擾源的地方。對於輸入/輸出電路,則應盡量靠近屏蔽殼的進、出口處。
安裝時還應當注意,鐵氧體元件易破碎,應采取可靠的固定措施。
電源線濾波器
電dian源yuan線xian是shi電dian磁ci幹gan擾rao傳chuan入ru設she備bei和he傳chuan出chu設she備bei的de主zhu要yao途tu徑jing。為wei防fang止zhi這zhe兩liang種zhong情qing況kuang的de發fa生sheng,必bi須xu在zai設she備bei的de電dian源yuan接jie口kou安an裝zhuang電dian源yuan線xian濾lv波bo器qi。它ta隻zhi允yun許xu電dian源yuan頻pin率lv通tong過guo,而er高gao於yu電dian源yuan頻pin率lv的de電dian磁ci幹gan擾rao卻que受shou到dao很hen大da的de衰shuai減jian。
電源線上的幹擾以兩種形式出現,在火線、零線回路中的幹擾為差模幹擾,在火線、零ling線xian與yu地di線xian回hui路lu中zhong的de幹gan擾rao為wei共gong模mo幹gan擾rao。雖sui然ran電dian源yuan線xian濾lv波bo器qi對dui差cha模mo幹gan擾rao和he共gong模mo幹gan擾rao都dou有you抑yi製zhi作zuo用yong,但dan效xiao果guo不bu一yi樣yang,應ying分fen別bie給gei出chu兩liang者zhe的de插cha入ru損sun耗hao。除chu了le特te別bie說shuo明ming允yun許xu不bu接jie地di的de濾lv波bo器qi外wai,所suo有you電dian源yuan濾lv波bo器qi都dou必bi須xu接jie地di,因yin為wei濾lv波bo器qi中zhong的de共gong模mo旁pang路lu電dian容rong隻zhi有you接jie地di時shi才cai起qi作zuo用yong。
使用電源濾波器時,應盡量靠近電源入口處安裝,並使濾波器的輸入/shuchuduanzhijianpingbigeli,bimiandianciganraocongshuruduanzhijieouhedaolvboqideshuchuduan。ciwai,lvboqidejiedidianhaiyingjinliangkaojinshebeidejiedidian。dianyuanxianlvboqidejishuzhibiaobaokuo:最大泄漏電流、耐壓、額定工作頻率、額定工作電壓、額定工作電流和溫度範圍等。
diancijianrongxingyuanqijianshijiejuedianciganraofashehedianciminganduwentideguanjian,zhengquexuanzeheshiyongzhexieyuanqijianshizuohaodiancijianrongxingshejideqianti。yinci,womenbixushenruzhangwozhexieyuanqijian,zheyangcaiyoukenengshejichufuhebiaozhunyaoqiu、性能價格比最優的電子、電氣產品。
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