电磁兼容之屏蔽理论ppt课件.ppt

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1、第五章屏蔽及相关理论屏蔽，用导电或导磁材料制成屏蔽体将电磁骚扰源限制在一定范围内，使骚扰源从屏蔽体的一面耦合或当其辐射到另一面时受到抑制或衰减。一般而言，凡是电磁骚扰都可以采用屏蔽的方法来抑制。>100kHz，电磁辐射能力增强。目的：屏蔽体包围电磁骚扰源，抑制电磁骚扰源对周围空间的接受器干扰；或采用屏蔽体包围接受器，以避免骚扰源对其干扰。7/28/20211一、电磁屏蔽原理1.电磁屏蔽的类型电磁屏蔽电场屏蔽静电屏蔽交变电场屏蔽磁场屏蔽静磁屏蔽交变磁场屏蔽电磁场屏蔽7/28/202122.静电屏蔽静电平衡:①导体内部任何一点的电场为零；②导体表面任

2、何一点电场强度矢量的方向与该点的导体表面垂直；③整个导体是一个等位体；④导体内部没有静电荷存在，电荷只能分布在导体的表面上。+Q-Q+Q+Q-Q静电屏蔽原理静电屏蔽必须具有两个基本要点：完整的屏蔽导体和良好的接地。7/28/202133.交变电场的屏蔽CeUgZgZsgs~UsC1UgZgZsg~sUsZ1U1C2C3必须使C1、C2和Z1(Z1为屏蔽体阻抗和接地线阻抗之和)减小屏蔽导体接地不良(极板面积大，间距小，C1、C2均大于Ce)，接受器上的感应骚扰电压比没有屏蔽导体时的骚扰电压还要大，骚扰比不加屏蔽体时更为严重。交变电场屏蔽：良导体，良

3、好接地。7/28/202144.低频磁场的屏蔽Um=Rm·ФmUm为磁路中两点间的磁位差；Фm为通过磁路的磁通量磁路横截面是均匀的，且磁场也是均匀的，则磁阻可化简为7/28/20215高导磁率材料的磁旁路效果H0H1H0RsR0H1R0RsSE=1+R0/RS7/28/20216①铁磁材料μ越高，屏蔽罩越厚，磁阻Rm越小，效果越好。多层屏蔽。效果良好的铁磁屏蔽往往是既昂贵又笨重。②垂直磁力线方向不应开口，切断磁力线，磁阻增大，屏蔽效果变差。③铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。高频时铁磁材料中的磁性损耗(包括磁滞损耗和涡流损耗)很大，导磁率明显下

4、降。7/28/20217磁屏蔽材料的频率特性151015坡莫合金金属镍钢冷轧钢0.010.11.010100kHzr1037/28/20218磁导率随场强的变化磁通密度B磁场强度H饱和起始磁导率最大磁导率=B/H7/28/20219怎样屏蔽低频磁场？低频磁场低频磁场吸收损耗小反射损耗小高导电材料高导磁材料高导电材料7/28/202110强磁场的屏蔽高导磁率材料：饱和低导磁率材料：屏效不够低导磁率材料高导磁率材料7/28/2021115.高频磁场的屏蔽7/28/2021127/28/202113屏蔽线圈的等效电路如下图１、频率高屏蔽盒上产

5、生的感应涡流与频率无关２、频率低低频时产生的涡流小，涡流反磁场不能完全排斥原低频骚扰磁场。利用感应涡流进行屏蔽在低频时效果差，这种屏蔽方法主要用于高频。7/28/2021142)屏蔽材料屏蔽体电阻rs越小，产生的感应涡流越大，而且屏蔽体自身的损耗也越小。高频磁屏蔽材料需用良导体，常用铝、铜及铜镀银等。3)屏蔽体的厚度高频屏蔽一般无须从屏蔽效能考虑屏蔽盒的厚度4)屏蔽盒的缝隙或开口5)接地磁场屏蔽的屏蔽盒是否接地不影响磁屏蔽效果。7/28/2021156.电磁屏蔽电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽。频率较低高电

6、压小电流骚扰源以电场骚扰为主，磁场骚扰忽略不计，只考虑电场屏蔽；低电压高电流骚扰源以磁场骚扰为主，电场骚扰忽略不计，只考虑磁场屏蔽。电磁屏蔽。高频时即便在设备内部也可能出现远场骚扰，需要进行电磁屏蔽。采用导电材料制作的且接地良好的屏蔽体，就能同时起到电场屏蔽和磁场屏蔽的作用。7/28/202116电磁屏蔽的机理有三种理论①感应涡流效应②电磁场理论③传输线理论7/28/202117二、屏蔽效能1.屏蔽效能的概念和表示方法屏蔽系数传输系数T屏蔽效能7/28/202118电磁屏蔽屏蔽前的场强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

7、蔽作用的大小用屏蔽效能度量:SE=20lg(E1/E2)dB7/28/202119三、无限长磁性材料圆柱腔的静磁屏蔽效能1.圆柱腔内的静磁场7/28/202120四、低频磁屏蔽效能的近似计算1.矩形截面屏蔽盒的低频磁屏蔽效能7/28/2021212圆柱及球形壳体低频磁屏蔽效能的近似计算球形磁屏蔽壳体圆柱形磁屏蔽壳体7/28/202122导体球壳的高频磁场屏蔽效能7/28/202123六、屏蔽的平面波模型吸收损耗反射损耗多次反射损耗SE=A+R+B良导体7/28/202124七、孔缝电磁泄漏1.金属板缝隙的电磁泄漏g=t，通过缝隙的传输损耗为27d

8、B波阻抗突变引起的反射损耗为缝隙总的屏蔽效能7/28/202125缝隙的处理电磁密封衬垫缝隙7/28/202126电磁密封衬垫的种类金属