《并要使屏蔽罩有足够的厚度复习进程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《并要使屏蔽罩有足够的厚度复习进程（127页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、并要使屏蔽罩有足够的厚度屏蔽电磁兼容工程中广泛采用的抑制电磁骚扰的有效 方法之一。一般而言，凡是电磁骚扰都可以采用屏蔽的方法来 抑制。1、屏蔽的概念：屏蔽是防止辐射干扰的主要手段。所谓屏蔽(Shielding)就是采用一定的技术手段(用导电 或导磁的材料制成的金属屏蔽体Shield),把电磁骚扰源限制 在一定的空间范围内，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。2. 屏蔽的目的是：1）采用屏蔽体包围电磁骚扰源、以抑制电磁骚扰源 对其周围空间存在的接受器的干扰；2）采用屏蔽体包围接受器，以避免骚扰源对其干扰。3. 屏蔽的关键点：1）屏蔽材料的选择；2）实际屏蔽体的设计。5
2、.1电磁屏蔽原理5丄1电磁屏蔽的类型1. 按采取屏蔽措施的对象分为： 主动屏蔽：把干扰源置于屏蔽体之内，防止电磁能量和干扰信号泄漏到外部空间。 被动屏蔽：把敏感设备置于屏蔽体内，使其不受外部干扰的影响。2、屏蔽按场的类型可分为 电场屏蔽：静电屏蔽/交变电场屏蔽 磁场屏蔽：静磁屏蔽（恒定磁场屏蔽）/交变磁场屏蔽电磁场屏蔽5.1.2静电屏蔽电磁场理论表面，置于静电场中的导体，在静电平衡的 条件下，具有下列性质： 导体内部任何一点的电场为零； 导体表面任何一点的电场强度方向与该点的导体表面垂直； 整个导体是-个等位体； 导体内部没有静电荷存在，电荷只能分布在导体的表面上。(a)空腔导体完全包围带电体
3、(b)接地空腔屛蔽导体内部存在空腔的导体，在静电场中也具有上述性质。1）把有空腔的导体置入静电场中，由于空腔导体的内表直无静电荷，空腔空间中也无电场,所以空腔导体起了隔离外部静电场的作用，抑制了夕卜部静电场对空腔空间的骚扰。2）空腔导体接地，见主动屏蔽1、屏蔽静电场或变化缓慢的交变电场（例如工频电场，高压带电作业的均压服）2 x屏蔽体：良导体壳（金属板、网）3、主动屏蔽：屏蔽干扰源，导体壳接地。只有将空腔屏蔽体接地，其外表面感应出的等量正电荷沿 接地导线泻放进入接地面，其产生的外部静电场就会消失， 才能将静电场源产生的电力线封闭在屏蔽体內部，屏蔽体才 能真正起到静电屏蔽的作用。3、主动屏蔽：屏
4、蔽干扰源，导体壳接地。如右图所示 原理：、对于静电场：B电位为0, 外表面没有电荷分布， 屏蔽是完全的。、A所带的电荷变化时（变化缓慢的交变电场），接地线中出现电流，这时： B外表出现电荷分布， 接地电阻不可能完全为0, B的电位也不为零，返回B外仍有残留的电场，屏蔽是不完全的。4、被动屏蔽：屏蔽敏感设备， 原理上导体壳可以不接地， 实际上一般也接地，如右图所示。厘理：空腔屏蔽导体是等位体， 其内部场强为0,不会出现电力线， 从而实现静电屏蔽。处部存在电力线且终止在屏蔽体上 不接地，导体上的缝隙，孔 洞都可能引起电力 线的泄漏，降低屏 蔽效果。接地，导体壳内、外静电位都为0,可防止电力线的 泄
5、漏，提高屏蔽效果。实际的空腔屏蔽体不可能是完全封闭的理想屏蔽体，如 不接地，就会引起外部电力线的入侵，造成直接或间接静 电耦合。为了防止这种现象，空腔屏蔽体仍需接地。综上可见，静电屏蔽必须具有两个基本要点：1. 完整的屏蔽导体；2. 良好的接地。5(5.1.3)交变电场的屏蔽骚扰源A和接受器B之间加入屏 蔽体S,如右图所示。交变电压源Ua， 直接耦合电容C3很小，可以忽略， 屏蔽体 接受器要使Up减小，必须使J、C2. Zs减小，只有使Zs = 05才能使 us = o5 ub = o5即屏蔽体必须厦好接地，才能提高屏蔽效果。如果屏蔽导体没有接地或接地不良，那么接受器上的感应 骚扰电压比没有屏
6、蔽导体时的骚扰电压还要大，此时骚扰比 不加屏蔽体时更为严重。（C Ce、C2 Ce ）从以上分析可以看出，交变电场屏蔽的基本原理是：采用接地良好的金属屏蔽体将骚扰源产生的交变电场限制 在一定的空间内，从而阻断了骚扰源至接受器的传输途径。必须注意，交变电场屏蔽要求：1. 屏蔽体必须是良导体（金、银、铜、铝等）；2. 必须有良好的接地。5.1.4低频磁场屏蔽1、屏蔽恒定磁场或变化 缓慢（100kHz以下） 的交变磁场。2 x屏蔽体：高磁导率 材料例如：硅钢片、V弘丿铁板（网）、坡莫合金 （含鎳4580%,少量钳、铜、各、机、猛）3、屏蔽原理：利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分路。 磁力线是连续
7、闭合曲线，磁通构成的闭合回路，称为磁路。磁路中两点间的磁阻空气卩0二1，屏蔽壳片103。I %壳V V险空气，磁力线集中在屏蔽壳的壁内（聚磁作用）， 磁通主要通过铁磁材料，而通过空气的磁通将大大减小，从而 起到磁场屏蔽效果。磁屏蔽不可能把磁力线完全集中在屏蔽体内，总有一些泄漏，采用双层屏蔽，可以提高屏蔽效果。铁磁材料铁磁材料图5-7低频磁场屏蔽(a) 线圈所产生的磁通主要沿屏蔽罩通过，即被限制在屏蔽体 为，从而使线圈周围的元件、电路和设备不受线圈磁场的影响或 骚扰。(b) 外界磁通将通过屏蔽体而很少进入屏蔽罩内，从而使外部 磁场不致骚扰屏蔽罩内的线圈。使用铁磁材料作为屏蔽体时要注意下列问题：所
8、用铁,1），则磁俎Rm越小 为了 使屏蔽罩， 铁磁屏蔽，No料，并要 果良好的用铁磁， 因为若缝 效果变差Image或有缝隙（ 大，屏蔽铁磁材:1铁磁材料中的磁性损耗（包括磁滞损耗和涡流损耗）很大，导磁率明显下降。5.1.5高频磁场屏蔽1-屏蔽原理：利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场来达 到屏蔽的目的。即利用了涡流反磁场对于原骚扰磁场的排斥作用，来抑制或 柢消屏蔽体外的磁场。见P80图5-8高频情况下，感应涡流产生的反磁场足以排斥原骚扰磁场， 从而起到了磁屏蔽作用，所以导电材料适于高频磁场屏蔽。感应涡流产生的反磁场任何时候都不可能比感应出这个涡流 妁那个原磁场还大，所以涡流随频率
9、增大到一定程度后，频率继 续升高，涡流就不会再增大了。频率低时，产生的涡流也小，涡流反磁场也就不能完全排斥 原骚扰磁场。所以该屏蔽方法主要用于高频。2. 屏蔽材料屏蔽体电阻越小，产生的感应涡流越大，而且屏蔽体自 身的损耗也越小。所以，高频磁屏蔽材料需要用良导体，常 用铝、铜及铜镀银等。3. 屏蔽体厚度高频磁屏蔽一般无须从屏蔽效能考虑屏蔽盒的厚度。实际中，一般取屏蔽盒的厚度为0.20.8mm。4. 屏蔽盒的缝隙或开口在垂直于涡流的方向上不应有缝隙或开口。否则会切断 涡流。这意味着涡流电阻增大，涡流减小，屏蔽效果变差。若必须有缝隙或开口，则缝隙或开口应沿着涡流方向。 正确的开口或缝隙对削弱涡流影响
10、较小，对屏蔽效果的影响 也较小。 尺寸一般不要大于波长的1/50l/100o5. 接地磁场屏蔽的屏蔽盒是否接地不影响磁屏蔽效果。与电场屏蔽不同。当如果将金属导电材料制造的屏蔽盒接地，则它就同时 具有电场屏蔽和高频磁场屏蔽的作用。所以，实际中屏蔽体都应接地。磁屏蔽材料的频率特性坡莫強10冷轧钢10.01011.05.1.6电磁屏蔽通常所说的屏蔽，多半是指电磁屏蔽。所谓电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。电磁屏蔽 般也是指高频交变电磁屏蔽。交变场中，电场和磁场总是同时存在的。但频率较低范围内，干扰一般发生在近场，近场中随着干 扰源的特性不同，电场分量和磁场分量有很大差别。高电压小电流骚扰源以电场
11、为主；低电压高电流骚扰源以磁场为主。随着频率增高，电磁辐射能力增加，产生辐射电磁场，并 趋向于远场骚扰。需要将电场和磁场同时屏蔽，即电磁屏蔽 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。对于良导体而言其集肤深度很小，因 此电磁屏蔽体无须做得很厚。当频率在500kHz30MHz范围内,屏蔽材料可选用铝；当频率大于30MHz,则可选用铝、铜、铜镀银等。、用于屏蔽高频电磁场二、屏蔽体：导体壳(金属板、网、膜)原理：以单层金属板为例，电磁波入射在导体板上。1、在导体板表面发生反射(S2)和透射，2、透射波在导体板中产生感应电流，引起电磁能量的损耗 (SJ ,3、透射波
12、在导体板内发生多重反射(S3),所以，总的损耗(屏蔽效果)包括反射损耗S2、吸收损 耗和多重反射损耗S3S 二 S + S? + S3 dB导体中振幅衰减，衰减常数:6是透入深度。初Zb4、e二=凡硝严g氐o + 5、E；=笃昭1 = 2%2 E；严 + “0 + “0二伽严陀 (“ + “) 6、，冯 12 -Qixi对于平面波o=3770,7/譽良导体= 2.81xl03S=Og：l-)H2ag 4201-)21、反射损耗S2=201g( +他)-4o772兀/“0仏(9)CT= 3.69x107比f(10)例:f一罡,铜板 化二 1, G =1, S2 =108.2-101g/(MHz)
13、 dB铁板 “ ：IO3, G =-=r5.8xlO75.8S2 = 108.2-101g5.8xl03/(M/z) = 108.2-101g/(M/z)-37.6 dB:.铜板的反射损耗比铁板大。2、吸收损耗 fJ = 201ge皿=8.686add导体板的厚度，a：衰减常数，对于良导体S二 1314d J/XGdB(12)例：f定，铜板：rG二1、铁板：prG 1铁板的吸收损耗大。3、导体板内的多重反射损耗已经很小, 图5中，经反射、吸收后，般，若吸收损耗S15dB时，S3可以忽略。 当S较小时（例如：导体板很薄，f很低时），可以利用上式计算导体板内的多重反射损耗。4、几点说明由于电磁屏蔽
14、的基本原理，本质上是利用导体板中所 产生的感应电流的作用，所以屏蔽体上不能在垂直于 电流的方向上开缝，这样就切断了感应电流，降低屏 蔽效果。同时，屏蔽体上的孔洞或缝隙，当有电流从其边上流过时，会产生天线效应，同样会导致屏蔽效 果下降。为了保证总的屏蔽效果，屏蔽层的厚度应接近(或大 于)屏蔽层内电磁波的波长.良导体内2 例：f二 5x105Hz f = 1MHz , f 二 100MHz, f 二 50Hz，在低频时,(0.5MHz),铜板内九二 0.59mm， 铜板内九二0.066mm， 铜板内九二0.0066mm 5 铜板内九二59mm, 铁板内入二4.5mm,铁板的屏蔽效果好。良好电磁屏蔽的关键因索屏蔽体 导电
