emc系列讲座之一-结构与线材设计

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1、EMC系列讲座之一结构及线材设计彩色B超组硬件研发部结构及线材设计EMC简介EMC设计结构与硬件EMC简介什么是EMC？字面意思：电磁兼容性核心内容：对其它设备产生的影响受其它设备影响时的表现EMC简介电磁噪声设备噪声系统通信雷达/导航设备荧光灯汽车点火器工业设备电动机车电器类电路和器件晶振开关继电器断路器数字电路自然噪声地球范围内的天电干扰雷电静电放电核电磁脉冲天体的宇宙噪声太阳射电噪声EMC简介辐射发射（RE）辐射抗扰（RS）传导发射（CE）传导抗扰（CS）静电放电（ESD）电快速脉冲群（E

2、FT）浪涌（SURGE）工频磁场电压跌落、中断和电压变化电压波动和闪烁谐波电流辐射发射机械工程师针对EMC的设计绝大多数是为了预防辐射发射超标！与硬件工程师密切配合做好该项工作！！！静电放电两种不同介电常数的材料相互摩擦会产生静电（毛皮和玻璃）。人穿胶鞋（鞋底是不导电的介质）在地毯（好的绝缘体）上行走。静电放电ESD的测试就是用静电枪模拟这种现象。与机械工程师的设计有一定的关系。浪涌模拟雷电对设备的影响。主要取决于电源系统的设计。电快速脉冲群模拟机械开关对设备的影响。主要取决于电源系统的设计。结

3、构及线材设计EMC简介EMC设计结构与硬件EMC设计接地屏蔽接地理想电大地：具有零电位的土壤“地”概念的引申：飞机壳体、轮船壳体、等电势体电气接地：提供低阻回路、安全、EMC超声系统接地CS01、2300系列、2105系列：主机箱、主机架接地2108：主机未接地，主机外壳相当于一个等电势体，系统内主板及其它板卡与其良好连接，实际上也是一个接地的概念。控制面板的接地可以有效保证通过ESD测试。EMC设计接地屏蔽屏蔽波阻抗屏蔽效能屏蔽机理非实心屏蔽体电磁屏蔽材料屏蔽结构设计波阻抗波阻抗电场为主E1

4、/r3H1/r2磁场为主H1/r3E1/r2平面波E1/rH1/r377/2到观测点距离rE/H近场区远场区屏蔽波阻抗屏蔽效能屏蔽机理非实心屏蔽体电磁屏蔽材料屏蔽结构设计屏蔽效能屏蔽前的场强E1屏蔽后的场强E2对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽,电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:SE=20log(E1/E2)dB屏蔽波阻抗屏蔽效能屏蔽机理非实心屏蔽体电磁屏蔽材料屏蔽结构设计屏蔽机理主要机理：吸收损耗反射损耗屏蔽机理入射波场强距离吸收损耗AR1R2SE＝R1＋R2＋A＋B＝R＋A＋B

5、AR1R2B泄漏的电磁波入射波泄漏的电磁波吸收损耗金属相对电导率相对磁导率F（Hz）屏蔽材料厚度（mm）8.68dB20dB40dB铜111006.715.430.810k0.671.543.081M0.0670.1540.308100M0.00670.01540.0308铝0.6311008.3519.2438.4810k0.8351.9243.8481M0.08350.19240.3848100M0.008350.019240.03848吸收损耗金属相对电导率相对磁导率F（Hz）屏蔽材料厚度

6、（mm）8.68dB20dB40dB钢0.171801001.22.765.5210k0.120.2760.5521M0.0120.02760.0552100M0.00120.002760.00552坡莫合金0.10880001000.230.521.0410k0.0230.0520.1041M0.00230.00520.0104100M0.000230.000520.00104吸收损耗吸收损耗：随电磁波频率、屏蔽体厚度、屏蔽体的导磁率及导电率的增大而增大，通过屏蔽体产生热损耗。趋肤效应：低频时

7、金属的趋肤深度大，电磁场可穿透导体，从而降低屏蔽效能；高频时金属的趋肤深度小，屏蔽效能好。对于吸收损耗，当f>>1MHz时，用0.5mm厚的任何金属板制成的屏蔽体，都能将场强衰减到100倍（40dB）以下。在选择材料时，应着重考虑材料的机械强度、刚度和防腐等因素。对于低频屏蔽，应采用磁导率大的铁磁场性材料，如冷轧钢板、坡莫合金等。反射损耗由屏蔽体表现处阻抗不连续引起。与材料自身特性（电导率、磁导率）有关。与干扰源的类型有关（近场电场干扰源、近场磁场干扰源或远场平面波）。与干扰源与屏蔽体之间的距离

8、有关。与干扰频率有关。相当复杂。多次反射损耗屏蔽体较厚时，导体的吸收损耗比较大，此时可以忽略多次反射的影响。屏蔽波阻抗屏蔽效能屏蔽机理非实心屏蔽体电磁屏蔽材料屏蔽结构设计非实心屏蔽体上述无孔洞的理想屏蔽体是不存在的。电缆进出、通风散热……，总是要在机箱上打孔。构成箱体时总存在金属面间的接缝。电磁能量会通过这些孔或缝泄漏出去，造成屏蔽效能的降低。屏蔽体的屏蔽效能是由各个泄漏因素中最薄弱的环节所决定的。非实心屏蔽体频率最大孔径100MHz≤150mm300MHz≤50mm500MHz≤30mm1GH