EMC理论基础知识——电磁屏蔽理论

  • 文章关键词:

    EMC

    电磁屏蔽

    屏蔽效能

  •   1、 屏蔽效能的感念

      屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能传输的一种技术,是抑制电磁干扰的重要手段之一。屏蔽有两个目的,一是限值内部辐射的电磁能量泄漏出该内部区域,二是防止外来的辐射干扰进入某一区域。

      电磁场通过金属材料隔离时,电磁场的强度将明显降低,这种现象就是金属材料的屏蔽作用。我们可以用同一位置无屏蔽体时电磁场的强度与加屏蔽体之后电磁场的强度之比来表征金属材料的屏蔽作用,定义屏蔽效能(Shielding Effectiveness,简称 SE):

      EMC理论基础知识——电磁屏蔽理论

      2、屏蔽体上孔缝的影响

      实际上,屏蔽体上面不可避免地存在各种缝隙、开孔以及进出电缆等各种缺陷,这些缺陷将对屏蔽体的屏蔽效能有急剧的劣化作用。

      上节中分析的理想屏蔽体在 30MHz 以上的屏蔽效能已经足够高,远远超过工程实际的需要。真正决定实际屏蔽体的屏蔽效能的因素是各种电气不连续缺陷,包括:缝隙、开孔、电缆穿透等。

      屏蔽体上面的缝隙十分常见,特别是目前机柜、插箱均是采用拼装方式,其缝隙十分多,如果处理不妥,缝隙将急剧劣化屏蔽体的屏蔽效能。

      3、孔缝屏蔽的总体设计思想

      根据小孔耦合理论,决定孔缝泄漏量的因素主要有两个:孔缝面积和孔缝最大线度尺寸。两者皆大,则泄漏最为严重;面积小而最大线度尺寸大则电磁泄漏仍然较大。如图所示为一典型机柜示意图,上面的孔缝主要分为四类:

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      (1)机箱(机柜)接缝

      该类缝虽然面积不大,但其最大线度尺寸即缝长却非常大,由于维修、开启等限制,致使该类缝成为电子设备中屏蔽难度最大的一类孔缝,采用导电衬垫等特殊屏蔽材料可以有效地抑制电磁泄漏。该类孔缝屏蔽设计的关键在于:合理地选择导电衬垫材料并进行适当的变形控制。

      (2)通风孔

      该类孔面积和最大线度尺寸较大,通风孔设计的关键在于通风部件的选择与装配结构的设计。在满足通风性能的条件下,应尽可能选用屏效较高的屏蔽通风部件。

      (3)观察孔与显示孔

      该类型孔面积和最大线度尺寸较大,其设计的关键在于屏蔽透光材料的选择与装配结构的设计。

      (4)连接器与机箱接缝

      这类缝的面积与最大线度尺寸均不大,但由于在高频时导致连接器与机箱的接触阻抗急剧增大,从而使得屏蔽电缆的共模传导发射变大,往往导致整个设备的辐射发射出现超标,为此应采用导电橡胶等连接器导电衬垫。

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