《电子产品电磁兼容和安规设计》第5章PPT课件.pptx

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1、第5章屏蔽技术5.1电磁屏蔽原理为了保证电设备的正常工作，需要对电磁波辐射进行控制，在通常采取的技术中，比较有效的技术均是基于以下3项技术的：一是优化电路设计技术；二是配线分离技术(该技术包括线路板设计的相关技术)；三是屏蔽技术。电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一个区域感应和辐射传播的方法。电磁屏蔽的机理是电磁感应现象。在外界交变电磁场作用下，通过电磁感应屏蔽壳体内产生感应电流，而这感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场，从而抵消了外界电磁场对屏蔽体内电路的影响，产生了屏蔽效果。5.2屏蔽效能电场强度与磁场强度之比称为波阻抗。对于任何已知

2、电磁波，波阻抗是一个十分关键的参数，因为它决定了耦合效率，也决定了导体的屏蔽效能。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=20lg(E1/E2)dB或SE=20lg(H1/H2)dB其中E1为屏蔽前的场强，E2为屏蔽后的场强，Ｈ1为屏蔽前的磁场强度，Ｈ2为屏蔽后的磁场强度。5.3　电磁屏蔽的类型电磁屏蔽一般分为：电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁屏蔽。电场屏蔽又分为静电屏蔽和交变电场屏蔽磁场屏蔽又分为低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽5.3.1电场屏蔽1.静电场屏蔽静电干扰分为静电场感应产生的干扰和静磁场耦合产生的干扰。它们都可以用屏蔽方法来抑制。静电场主动屏

3、蔽设在带正电荷的导体A附近有导体B，则导体B靠近导体A时，A的一侧将会由于静电感应而带负电。如果用金属屏蔽体将导体A包围起来，此时在屏蔽体的内侧就感应出与导体A等量的负电荷，在外侧出现等量的正电荷，电力线继续到达导体B，而且使感应电场更为复杂；如若将金属屏蔽体接地，使屏蔽体的外侧电场消失，导体B就不会受到感应干扰。这就是静电屏蔽的原理。静电屏蔽应具有两个基本要点，即完善的屏蔽体和良好的接地。静电场主动屏蔽2.交变电场屏蔽5.3.2磁场屏蔽1.低频磁场屏蔽磁场主动屏蔽和磁场被动屏蔽2.高频磁场屏蔽5.3.3电磁屏蔽5.4屏蔽效能的计算5.4.1　金属平板屏蔽效能的计算屏蔽效能包

4、括吸收损耗A、反射损耗R与多次反射损耗B三部分组成。下图是最常见的3种屏蔽体在厚度为1毫米时的吸收损耗随频率变化的曲线。由曲线可以看出，金属屏蔽体的吸收损耗与材料本身的特性密切相关。金属屏蔽体的反射损耗不仅与材料本身的特性(电导率、磁导率)有关，而且与金属屏蔽体所在的位置有关，还与场源特性有关。5.5电磁屏蔽材料覆膜类电磁屏蔽材料与工艺在机箱内外壁上覆盖一种或多种具有导电导磁的电磁波屏蔽膜，是对设备进行屏蔽的一个非常重要的方法。其主要手段有：涂覆导电导磁涂料、金属溅射、真空镀铝、电镀、化学镀以及粘贴金属箔或复合箔等。电磁辐射防护涂料包括：屏蔽涂料、吸波涂料和屏蔽吸收型涂料。屏蔽

5、涂料屏蔽涂料又称为导电涂料，根据其组成和导电机理又可分为两大类：结构型导电涂料和掺杂型导电涂料。掺杂型导电涂料可大致分为三类：金属系和碳素系及二者的结合系即复合系，金属系导电涂料主要是以银、铜、镍等为填料的涂料。碳素系主要指以高导电性和高结构性碳黑做填料的导电涂料，复合系主要是以贵金属对金属粉末、非金属及金属氧化物等粉末进行包裹后做填料的涂料。吸波涂料吸波涂料是能够吸收投射到它表面的电磁波能量、并通过材料的损耗转变成热能的一类材料。电磁波吸收材料的研究最早开始于军事信息安全技术。目前国内外正在研制和已经实用化的吸波材料和吸波体主要有以下几种：铁氧体系列吸波材料(镍锌铁氧体、锰锌

6、铁氧体、钡铁氧体等)。微粉吸波材料。多晶铁磁性金属纤维。希克夫盐基视黄脂。电介质陶瓷吸波材料。导电高分子材料手性吸波材料实际应用中一般较少采用单一的材料做吸收体，并很少直接使用，而是采用电磁波吸收体的形式。电磁波吸收体是为了取得最佳电磁波吸收效果而结构化的电磁波吸收材料，它可以以商品的形式出现。目前已获得实用化的吸收体结构有：单层结构：表现为复合材料的单涂层和单层吸收体。多层结构：由透波层、阻抗匹配层、吸收层以及反射背衬等组成。设计中经常要用到入射波与反射波相互抵消技术，此时虽然会出现相应的吸收峰但其吸收带宽受到影响。从理论上来讲EMC技术对电磁波吸收材料的基本要求有两点：(1

7、)无反射(即完全吸收)；(2)吸收频带尽可能的宽。化学镀化学镀的程序不应与常规的电镀混淆，电镀需要用直流电流使金属镀覆。化学镀或自动催化镀是化学镀覆均匀的固态金属涂层，它将减小零件表面的微电池反应。火焰喷涂金属电弧喷涂，通常用来镀锌，它比导电漆和箔屏蔽更有效。金属电弧喷涂工艺为：在两条金属导线之间产生电弧，将金属汽化，利用空气吹在塑料基体上。当熔融金属的粒子撞击塑料表面时，这些粒子因温度较高而将塑料表面的塑料融化，金属离子流也被塑料表面展平并被嵌入，冷却后，形成连续的金属薄膜。胶箔和胶带在机