電磁兼容問(wèn)題解決方案 電磁屏蔽技術(shù)
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說(shuō)明:
● 在第二個(gè)公式中,屏蔽效能與電磁波的頻率沒(méi)有關(guān)系.
● 大多數(shù)情況下,電路滿足第一個(gè)公式的條件,這時(shí)的屏蔽效能大于第二中條件下的屏蔽效能.
● 第二個(gè)條件中,假設(shè)輻射源是純磁場(chǎng)源,因此可以認(rèn)為是一種在最壞條件下,對(duì)屏蔽效能的保守計(jì)算.
● 對(duì)于磁場(chǎng)源,屏蔽效能與孔洞到輻射源的距離有關(guān),距離越近,則泄漏越大.這點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意,磁場(chǎng)輻射源一定要盡量遠(yuǎn)離孔洞.
多個(gè)孔洞的情況
當(dāng)N個(gè)尺寸相同的孔洞排列在一起,并且相距很近(距離小于λ/2)時(shí),造成的屏蔽效能下降為20lgN1/2.在不同面上的孔洞不會(huì)增加泄漏,因?yàn)槠漭椛浞较虿煌?這個(gè)特點(diǎn)可以在設(shè)計(jì)中用來(lái)避免某一個(gè)面的輻射過(guò)強(qiáng).
除了使孔洞的尺寸遠(yuǎn)小于電磁波的波長(zhǎng),用輻射源盡量遠(yuǎn)離孔洞等方法減小孔洞泄漏以外,增加孔洞的深度也可以減小孔洞的泄漏,這就是截止波導(dǎo)的原理.
一般情況下,屏蔽機(jī)箱上不同部分的結(jié)合處不可能完全接觸,只能在某些點(diǎn)接觸上,這構(gòu)成了一個(gè)孔洞陣列.縫隙是造成屏蔽機(jī)箱屏蔽效能降級(jí)的主要原因之一.減小縫隙泄漏的方法有:
● 增加導(dǎo)電接觸點(diǎn)、減小縫隙的寬度,例如使用機(jī)械加工的手段(如用銑床加工接觸表面)來(lái)增加接觸面的平整度,增加緊固件(螺釘、鉚釘)的密度;
● 加大兩塊金屬板之間的重疊面積;
● 使用電磁密封襯墊,電磁密封襯墊是一種彈性的導(dǎo)電材料.如果在縫隙處安裝上連續(xù)的電磁密封襯墊,那么,對(duì)于電磁波而言,就如同在液體容器的蓋子上使用了橡膠密封襯墊后不會(huì)發(fā)生液體泄漏一樣,不會(huì)發(fā)生電磁波的泄漏.
3 穿過(guò)屏蔽體的導(dǎo)體的處理
造成屏蔽體失效的另一個(gè)主要原因是穿過(guò)屏蔽體的導(dǎo)體.在實(shí)際中,很多結(jié)構(gòu)上很嚴(yán)密的屏蔽機(jī)箱(機(jī)柜)就是由于有導(dǎo)體直接穿過(guò)屏蔽箱而導(dǎo)致電磁兼容試驗(yàn)失敗,這是缺乏電磁兼容經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師感到困惑的典型問(wèn)題之一.
判斷這種問(wèn)題的方法是將設(shè)備上在試驗(yàn)中沒(méi)有必要連接的電纜拔下,如果電磁兼容問(wèn)題消失,說(shuō)明電纜是導(dǎo)致問(wèn)題的因素.解決這個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)方法:
● 對(duì)于傳輸頻率較低的信號(hào)的電纜,在電纜的端口處使用低通濾波器,濾除電纜上不必要的高頻頻率成分,減小電纜產(chǎn)生的電磁輻射(因?yàn)楦哳l電流最容易輻射).這同樣也能防止電纜上感應(yīng)到的環(huán)境噪聲傳進(jìn)設(shè)備內(nèi)的電路.
● 對(duì)于傳輸頻率較高的信號(hào)的電纜,低通濾波器可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真,這時(shí)只能采用屏蔽的方法.但要注意屏蔽電纜的屏蔽層要360°搭接,這往往是很難的.
在電纜端口安裝低通濾波器有兩個(gè)方法
● 安裝在線路板上,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì),缺點(diǎn)是高頻濾波效果欠佳.顯然,這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)于這種用途的濾波器是十分致命的,因?yàn)?我們使用濾波器的目的就是濾除容易導(dǎo)致輻射的高頻信號(hào),或者空間的高頻電磁波在電纜上感應(yīng)的電流.
● 安裝在面板上,這種濾波器直接安裝在屏蔽機(jī)箱的金屬面板上,如饋通濾波器、濾波陣列板、濾波連接器等.由于直接安裝在金屬面板上,濾波器的輸入、輸出之間完全隔離,接地良好,導(dǎo)線上的干擾在機(jī)箱端口上被濾除,因此濾波效果十分理想.缺點(diǎn)是安裝需要一定的結(jié)構(gòu)配合,這必須在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行考慮.
由于現(xiàn)代電子設(shè)備的工作頻率越來(lái)越高,對(duì)付的電磁干擾頻率也越來(lái)越高,因此在面板上安裝干擾濾波器成為一種趨勢(shì).一種使用十分方便、性能十分優(yōu)越的器件就是濾波連接器.濾波連接器的外形與普通連接器的外形完全相同,可以直接替換.它的每根插針或孔上有一個(gè)低通濾波器.低通濾波器可以是簡(jiǎn)單的單電容電路,也可以是較復(fù)雜的電路.
解決電纜上干擾的一個(gè)十分簡(jiǎn)單的方法是在電纜上套一個(gè)鐵氧體磁環(huán),這個(gè)方法雖然往往有效,但是有一些條件.許多人對(duì)鐵氧體寄予了過(guò)高期望,只要一遇到電纜輻射的問(wèn)題,就在電纜上套鐵氧體,往往會(huì)失望.鐵氧體磁環(huán)的效果預(yù)測(cè)公式為:
共模輻射改善 =20lg(加磁環(huán)后的共模環(huán)路阻抗/加磁環(huán)前的共模環(huán)路阻抗)
例如,如果沒(méi)加鐵氧體時(shí)的共模環(huán)路阻抗為100Ω,加了鐵氧體以后為1000Ω,則共模輻射改善為20dB.
說(shuō)明:有時(shí)套上鐵氧體后,電磁輻射并沒(méi)有明顯的改善,這并不一定是鐵氧體沒(méi)有起作用,而可能是除了這根電纜以外,還有其他輻射源.
在電纜上使用鐵氧體磁環(huán)時(shí),要注意下列一些問(wèn)題:
● 磁環(huán)的內(nèi)徑盡量小
● 磁環(huán)的壁盡量厚
● 磁環(huán)盡量長(zhǎng)
● 磁環(huán)盡量安裝在電纜的端頭處
評(píng)論