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​电磁屏蔽如何降低电磁干扰问题?

2022-09-14 17:20
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面对电子设备的电磁兼容(EMC)问题,很多电子工程师往往会选择屏蔽来减少电磁干扰(EMI)问题,但有很多小白不太清楚电磁屏蔽是如何降低EMI问题,所以本文将详谈这些问题。

电磁屏蔽是指对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波出一个区域对另一个区域的感应和辐射,换言之,是指用屏蔽体将元器件、电路、组合键、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元器件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

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1、当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率的金属材料中产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

2、当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

3、在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

人不了解电磁屏蔽的原理,认为只要用金属做一个箱子,然后将箱子接地,就能起到电磁屏蔽的作用。在这种观念指导下的结果是失败的,因为电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系,真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个月insurance:一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的,另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体,屏蔽体上有很多导电不连续点,最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙,这些不导电的风险就产生了点此泄露,如同流体会从容器上的缝隙上泄露一样,解决这种泄露的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料,消除不导电点,这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样,这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。

多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器,似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波,取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于开口尺寸时,并不会产生明显的泄漏。因此,当干扰的频率较高时,这时波长较短,就需要使用电磁密封衬垫。具体说,当干扰的频率超过10MHz时,就要考虑使用电磁密封衬垫。

有弹性且导电良好的材料都可以用做电磁密封衬垫。


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专注EMC设计的研究,愿意给大家分享一些EMC相关的电子知识~

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