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、xuanzeshenmepingbicailiao,yijicailiaodehoudutichushejifangan,lingwaiduipingbitizhijiandedajiesheji,fengxishejikaolv,tongshizhongdiankaolvjiekoulianjieqiyujiegoujiandepeihe。
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、daocilvhehouduyouguanwai,zaihendachengdushanghaiyilaiyujixiangdejiegou,jiqidaodianlianxuxing。renheshiyongdepingbijixiangshangdouyoufengxi,zhexiefengxishiyouyupingbibanzhijianlinshixingdajiesuozaochengde。youyufengxidedaodianbulianxuxing,zaifengxichuhuichanshengdiancixielou。yinci,duiyuyongjiuxingdajie,keyishiyonghanjiedefangfaxiaochufengxi。ruguoshiyongmaojiehuoluodinglianjie,jianjubixuzugouxiao。duiyufeiyongjiuxingdajie,caiyongdiancimifengchendiandengpingbicailiaozeshishifenyouxiaodeshouduan。
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
shijianbiaoming,jishiduiyigejingguohenhaoshejibingqiejuyouzhengquedepingbihejiedicuoshidechanpin,yerengranhuiyouchuandaoganraofashehuochuandaoganraojinruchanpin。lvboshiyasuoganraopinpudeyizhongyouxiaofangfa,dangganraopinpubutongyuyouyongxinhaodepindaishi,keyiyongdianciganraolvboqijiangwuyongdeganraolvchu。yinci,qiadangdixuanzehezhengquedishiyonglvboqiduiyizhichuandaoganraoshishifenzhongyaode。congpinlvxuanzedejiaoduchufa,dianciganraolvboqishuyuditonglvboqi,fenweixinhaoxianlvboqihedianyuanxianlvboqideng。
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;濾(lv)波(bo)器(qi)連(lian)接(jie)器(qi)適(shi)用(yong)於(yu)多(duo)根(gen)導(dao)線(xian)或(huo)電(dian)纜(lan)穿(chuan)過(guo)屏(ping)蔽(bi)體(ti)時(shi)使(shi)用(yong)。濾(lv)波(bo)器(qi)連(lian)接(jie)器(qi)在(zai)外(wai)形(xing)上(shang)和(he)尺(chi)寸(cun)上(shang)都(dou)和(he)普(pu)通(tong)連(lian)接(jie)器(qi)相(xiang)同(tong),兩(liang)者(zhe)完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)互(hu)換(huan)。但(dan)濾(lv)波(bo)器(qi)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)每(mei)個(ge)針(zhen)或(huo)孔(kong)上(shang)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi),它(ta)的(de)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)是(shi)單(dan)個(ge)電(dian)容(rong)的(de),也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)L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(lv)μ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。
電dian磁ci兼jian容rong性xing元yuan器qi件jian是shi解jie決jue電dian磁ci幹gan擾rao發fa射she和he電dian磁ci敏min感gan度du問wen題ti的de關guan鍵jian,正zheng確que選xuan擇ze和he使shi用yong這zhe些xie元yuan器qi件jian是shi做zuo好hao電dian磁ci兼jian容rong性xing設she計ji的de前qian提ti。因yin此ci,我wo們men必bi須xu深shen入ru掌zhang握wo這zhe些xie元yuan器qi件jian,這zhe樣yang才cai有you可ke能neng設she計ji出chu符fu合he標biao準zhun要yao求qiu、性能價格比最優的電子、電氣產品。
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