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1、分系统与设备的分系统与设备的 电磁兼容设计技术电磁兼容设计技术屏蔽、滤波、接地和搭接屏蔽、滤波、接地和搭接林农 2006年9月1解决EMC问题的方法就是对电子 设备做屏蔽屏蔽和滤波滤波处理，但对电子设 备真正做好屏蔽和滤波并不容易，要 有效地抑制电磁干扰，必须综合使用 屏蔽、滤波和接地屏蔽、滤波和接地等措施。 解决EMC问题的方法林农 2006年9月2电磁干扰需要两个基本条件 电磁能量源电磁能量源和对这个源产生的特定 幅度、频率的能量敏感的器件，称为敏敏 感器感器 。另外，在源和敏感器之间还需要传传 播路径播路径来传输能量。电磁干扰屏蔽通常 改变电磁能量传播路径来达到的。林农 2006年9月3
2、抑制电磁干扰的模式干扰源被干扰设备传导模式 辐射模式 传导辐射模式 辐射传导模式林农 2006年9月4抑制电磁干扰的方法干扰源被干扰设备EMI滤波器 EMI滤波器EMI滤波器EMI滤波器屏蔽屏蔽传导模式 辐射模式 传导辐射模式 辐射传导模式林农 2006年9月5电磁干扰源和电磁干扰敏干器电电电电磁干磁干扰扰扰扰源源电电电电磁干磁干扰扰扰扰敏干器敏干器 电视电视 和广播航空导导航系统统等幅波发发射机微处处理器电电气马马达高保真设备设备遥控单单元计计算机电焊电焊 装置等幅波接收机电电气设备设备心脏脏起搏器发动发动 机点火系统统电电子测测量设备设备雷达发发射机广播和电视电视 接收机电动电动 工具电电
3、子车库门车库门林农 2006年9月6电磁屏蔽屏蔽：就是把电子设备或电子组件所产 生的电磁干扰限制在某一区域或保护电 磁敏感设备不受外界电磁干扰的设计措 施。前者称为主动屏蔽，后者称为被动前者称为主动屏蔽，后者称为被动 屏蔽。屏蔽。林农 2006年9月7切断干扰的传播途径辐射源敏感体切断电磁辐射 和传导干扰的 传播途径电磁兼容技术用来切断辐射干扰 和传导干扰的传播途径 林农 2006年9月8屏蔽效能的计算公式对于一个屏蔽体，屏蔽效能可表示为：式中：R为反射损耗；A为吸收损耗；B为多重反射修正因子。林农 2006年9月9吸收损耗式中：r 为相对导磁率；r 为相对导电率；t 为金属板的厚度, m m
4、; f 为电磁波频率, Hz；为集肤深度。屏蔽材料的导电率、导磁率和电磁波的频率越高，吸收损耗越大。林农 2006年9月10吸收损耗计算对于一个屏蔽体来讲，屏蔽箱（盒）体由铁板 或铝板制成，壁厚1mm，此屏蔽盒的屏蔽效能计算如下 ：铁材料 r=1000，r=0.15，t=1mm，f=10kHz林农 2006年9月11反射损耗式中：Zw，波阻抗；Zs，金属的特性阻抗。 林农 2006年9月12反射损耗（平面波）对于平面波（远场）林农 2006年9月13反射损耗特点1.屏蔽材料的导电性越好，反射损耗越大； 2.屏蔽材料的导磁率越低，反射损耗越大； 3.频率越高，反射损耗越小； 4.屏蔽体距离电场源
5、越近，反射损耗越大； 5.屏蔽体距离磁场源越近，反射损耗越小； 6.电场、平面波、磁场的反射损耗依次越减小。林农 2006年9月14反射损耗计算林农 2006年9月15多重反射修正因子林农 2006年9月16金属材料屏蔽效果的顺序低频时：铁 铜 铝 高频时（大于1.5GHz）：铜 铁 铝林农 2006年9月17常见的屏蔽方法（1）静电屏 蔽（2）电磁屏 蔽（3）磁屏蔽林农 2006年9月18静电屏蔽 静电屏蔽是指对静电场的屏蔽 ，即利用低阻材料做成容器，把电力线 限制在容器内部，也可以使外部电力线 进不到容器内部。在静电屏蔽时，屏蔽在静电屏蔽时，屏蔽 导体必须接地。导体必须接地。（抑制感应源和
6、感受器之间寄生电容耦 合）林农 2006年9月19电磁屏蔽 电磁屏蔽用于抑制噪声源和敏感设备距 离较远时通过电磁场耦合产生的干扰。电磁 屏蔽必须同时屏蔽电场和磁场，通常采用电 阻率小的良导体材料。空间电磁波在射入到 金属体表面时会产生反射损耗和吸收损耗， 使电磁能量被大大衰减，从而达到屏蔽的目 的。在电磁屏蔽时，屏蔽体本可以不接地，在电磁屏蔽时，屏蔽体本可以不接地， 但为了避免发生静电耦合，所以电磁屏蔽导但为了避免发生静电耦合，所以电磁屏蔽导 体一般也接地。体一般也接地。 （对辐射的电磁波隔离的措施） 林农 2006年9月20磁屏蔽 通常采用高导磁率磁性材料构成具有 一定厚度的壳体，以便将磁力
7、线限制在磁 阻小的屏蔽体内部，防止磁场的扩散，这 就是磁屏蔽的基本原理。与电磁屏蔽类似与电磁屏蔽类似 ，在磁屏蔽时，屏蔽体是否接地不影响屏，在磁屏蔽时，屏蔽体是否接地不影响屏 蔽效能，实际结构为了防止静电感应，屏蔽效能，实际结构为了防止静电感应，屏 蔽体一般都接机壳（安全接地）。蔽体一般都接机壳（安全接地）。（抑制感应源和感受器之间电感耦合）林农 2006年9月21电磁波的运行路线电磁波感应的电流沿着电阻最小的路径并绕着无 缝金属机箱外表面运行，但遇到任何一个连接面时，该电 流宁愿绕过一个面进入内部，而不越过窄缝隙到达另一个 面。 必须保持屏蔽体导电的连续性林农 2006年9月22屏蔽设计方法
8、 导电衬垫不是屏蔽体，但能保持屏蔽体的连续性。有各种各样 已证明是有效的材料，其选择是根据衰减要求、环境要求、安 装方法、防腐蚀、压紧力、接缝的不规则性和价格等因素。金属机箱/衬垫的电连续性；a）感应电流的路径；b） 由于盖板，导电连续性被破坏；c）由衬垫重新建立导 电路径的连续性。林农 2006年9月23导弹武器系统内的屏蔽分类第类 舰面设备的屏蔽，包括弹体发射角高 频头红外成像器摄象机红外位标器等的金属外 罩，导弹前罩发射角的前后盖和光学镜头的金 属膜等，车载导弹的弹体和发射筒也归此类。第类 车载方舱。第类 舰船舰室和车载方舱内的机柜，弹载 设备的外壳屏蔽效能。林农 2006年9月24武器
9、系统的一般屏蔽要求(1)屏蔽尽量选用高导电率和磁导率材料；(2)屏蔽的接缝和开口的数量最少、面积最少 ，开口的尺寸尽量小于被屏蔽的强辐射波长的五 分之一；(3)通风、散热孔用金属网、穿孔板、蜂窝板 或其它具有良好屏蔽性能的类似物体封闭；林农 2006年9月25武器系统的一般屏蔽要求(4)活动门、窗比进出口和窗口长出部分的尺寸尽可 能远大于被屏蔽的辐射波长，并且采取有足够压力的关 闭措施，使它们与金属框间密封；(5)组装中的搭接优先使用焊接，必须使用螺钉或螺 栓搭接时，可考虑在搭接面间添入导电密封橡胶；(6)屏蔽必须保持连续性和封闭性；(7)屏蔽必须接地。林农 2006年9月26孔缝屏蔽方法介绍
10、缝隙电缆插座显示窗电源线通风口 指示灯调节旋钮键盘林农 2006年9月27衬垫的安装方法上图表示衬垫是由弹性体上加有管状金属丝网而组 成。和之间的接触是靠弹性体芯周围的金 属丝网实现的。管状结构压缩后得到低的电阻，但 是不会永久性形变，因此，在盖板或门的周围可以 使许多缝隙密封。 林农 2006年9月28屏蔽设计方法-经常使用屏蔽材料a.橡胶芯编织网屏蔽衬 垫b.导电橡胶屏蔽衬垫c.铍铜簧片屏蔽衬垫d.导电胶e.导电填充物（导电腻 子）林农 2006年9月29金属丝网衬垫应用：用于机箱、 机柜缝隙屏蔽林农 2006年9月30圆形、空芯双层编织丝网海绵芯单翼、双层编织丝网圆形、海绵芯双层编织丝网
11、矩形、海绵芯双层编织丝网金属丝网衬垫林农 2006年9月31用导电布做的屏蔽衬垫林农 2006年9月32不干胶簧片固定不干胶沾接固定：簧片 自带不干胶，该不干胶 专用于粘贴金属机箱， 具有很强粘接能力。不干胶簧片使用时 注意以下几点： a.粘接表面必须清洁 干燥。 b.正确选择簧片粘接 位置，位置选定后，要用 力压紧并避免反复揭贴， 以免影响不干胶粘力或损 坏簧片。 c.粘接后的簧片，要 保持24小时粘接固化时间 ，以获得最大粘力。林农 2006年9月33槽安装簧片固定安装槽固定：槽式固定簧片可安装在mm宽槽 内，簧片在槽内可自由双向运动。林农 2006年9月34卡装簧片固定和铆钉安装簧片卡装
12、固定：簧片自 带卡装结构，便于 安装固定。 铆钉安装：铆钉 可以是塑料或金 属的。 林农 2006年9月35弹簧片林农 2006年9月36弹簧片林农 2006年9月37导电橡胶屏蔽衬垫和斯派尔屏蔽条导电橡胶屏蔽衬垫斯派尔屏蔽条林农 2006年9月38D型多重密封衬垫和基本多重密封条D型多重密封衬垫基本多重密封条林农 2006年9月39导电橡胶条由铍铜螺线管衬垫或不锈钢钢衬垫与固体硅橡胶 构成，并且可以在平行法兰的表面安装。这种衬垫也 可以提供环境密封和一个大气压的压力密封，同时具 有很高的屏蔽效能。林农 2006年9月40导电橡胶条在橡胶中掺入导电颗粒 ，使这种复合材料具有 橡胶的弹性，又具有
13、金 属的导电性，但由于具 有良好的屏蔽性能，需 要在橡胶中掺入重量达 75%以上的导电颗粒， 这已经破坏了橡胶的结 构，实际上导电橡胶已 经没有了橡胶的弹性好 ，拉伸强度高等特性。 林农 2006年9月41导电橡胶条内层：硅橡胶外层：导电橡胶林农 2006年9月42导电橡胶板导电橡胶板林农 2006年9月43硅脂导电胶应用：导电橡胶板与金属粘接；导电橡胶条与金属粘接。林农 2006年9月44环氧导电胶应用：金属与金属粘接；印刷电路板线路连接；微波元件引线连接；金属丝网屏蔽条固定。林农 2006年9月45导电填充物林农 2006年9月46经常使用屏蔽材料f.磁场屏蔽材 料g.屏蔽玻璃h.透光导电
14、聚 脂膜 i.屏蔽通风板j.屏蔽胶带林农 2006年9月47屏蔽玻璃应用：电子设备需要 透光的窗口，如： CRT、仪器仪表夜晶 显示窗口。 林农 2006年9月48屏蔽通风板林农 2006年9月49屏蔽通风板六角蜂窝状的通风波导 f=17.5/d式中：f-截止频率。d-圆波导管内的直径。一般要求波导管的长度L大于6d。 林农 2006年9月50屏蔽胶带屏蔽胶带是由铜箔或铝箔等高导电性材料附上 导电胶构成的，主要用于缝隙的屏蔽和电缆屏蔽。 使用屏蔽胶带时要注意用力压紧，只有这样才能使 金属箔与另一部分金属实现良好接触，达到使机箱 导电连续性的目的。 林农 2006年9月51磁场屏蔽材料 应用：工
15、作频频率或100kHz以 下磁场场屏蔽是不同于EMI 屏蔽技术术的技术问题术问题 ， 这类这类 低频频率的磁场场屏蔽 ，需要提供极低磁阻表面 来完成，采用这这种材料用 CO NETIC AA（=45000 ）和NETIC S3-6（ =4000）高导导磁率的特 殊屏蔽材料可以达到这这一 目的。磁屏蔽材料有箔型 和板型材两种形式。 林农 2006年9月52电缆屏蔽缠带 应用：可直接缠绕缠绕 在电缆电缆 表层层林农 2006年9月53孔缝屏蔽方法用导电衬垫；卷曲螺旋弹 簧；卷曲螺旋屏蔽条；高性能屏 蔽条；硅橡胶芯屏蔽衬垫；多重 密封条；指形弹片衬垫；金属编 织网衬垫；导电橡胶衬电垫。林农 2006年9月54孔缝屏蔽方法缝隙 屏蔽衬垫燕尾槽平帖屏蔽 机箱开槽屏蔽 机箱屏蔽衬垫屏蔽衬垫屏蔽衬垫林农 2006年9月55电磁密封衬垫的特点衬垫衬垫衬垫衬垫 种种类类类类屏蔽屏蔽 效能效能弹弹弹弹性性永久永久 变变变变形形环环环环境境 密封密封价价 格格优优优优点点铍铜铍铜 簧片高好小无高压缩压缩 最大空芯编编 织织网
