摘要
1、直流開(kāi)關(guān)電源外殼EMC屏蔽的商業(yè)必要性;
2、屏蔽的概念;
3、直流開(kāi)關(guān)電源電路之間、屏蔽之間更大(的間距)、矩形(或不規則)的屏蔽外形更好,以避免共振;
4、趨膚效應 (很難擋住低頻)
5、孔隙 (很難擋住高頻)
6、低頻(磁場(chǎng))屏蔽
7、截至波導
8、導體墊圈(用于填縫)
9、可視組件的屏蔽(如顯示皮、指示燈、鍵盤(pán))
10、通風(fēng)(散熱)孔的屏蔽
11、用噴漆或電鍍的塑料來(lái)屏蔽
12、非金屬屏蔽
13、屏蔽室的安裝
14、板級電磁屏蔽
1、屏蔽的商業(yè)必要性
筆者提出的一個(gè)重要概念:
一個(gè)項目在計劃階段就要考慮直流開(kāi)關(guān)電源外殼EMC屏蔽問(wèn)題,這樣花費在屏蔽措施上的成本才會(huì )最低。
若等到問(wèn)題暴露出來(lái)再去查漏補缺,往往需要付出相當大的代價(jià)。
屏蔽措施往往帶來(lái)費用和儀器重量的增加,若能以其他EMC方式加以解決,就盡量減少屏蔽。(言下之意屏蔽是最后一招)
對于直流開(kāi)關(guān)電源CPCB應注意以下兩點(diǎn):
1、使導線(xiàn)及直流開(kāi)關(guān)電源元器件盡量靠近一塊大的金屬板(這個(gè)金屬板不是指屏蔽體)
2、使直流開(kāi)關(guān)電源電氣部件及線(xiàn)路盡量靠近地層(減少層間信號的電磁干擾、地層可以吸收部分干擾 )這樣,即使是需要加屏蔽,也可以降低對屏蔽效能(SE shiedling effectiveness)的需求。
2、屏蔽的概念
屏蔽相當于一個(gè)濾波器,放置于電磁波的傳播路徑上,對其中的一部分頻段形成高阻抗。阻抗比越大,屏蔽效能越好。
對于一般金屬,0.5mm的厚度就能對1MHz的電磁波產(chǎn)生較好的屏蔽效果,對100MHz能有非常好的屏蔽效果,問(wèn)題在于薄層金屬屏蔽對1MHz以下或孔隙來(lái)說(shuō),屏蔽效果就不行了,本文重點(diǎn)介紹這方面。
3、大的間距、矩形屏蔽會(huì )更好
(1) 直流開(kāi)關(guān)電源電路之間、屏蔽之間更大的間距能夠減少相互干擾;
(2) 矩形(或不規則)的屏蔽外形,能夠盡量避免頻率共振;正方形的外殼往往容易引起共振;
但總的來(lái)說(shuō),直流開(kāi)關(guān)電源電路板一般位于屏蔽體內,其直流開(kāi)關(guān)電源元器件、線(xiàn)路等都會(huì )改變預期的共振頻率點(diǎn),所以不必太操心。
4、趨膚效應
趨膚深度
工程上定義從表面到電流密度下降到表面電流密度的0.368(即1/e)的厚度為趨膚深度或穿透深度Δ:
式中:
μ-導線(xiàn)材料的磁導率;
γ=1/ρ-材料的電導率;
k-材料電導率(或電阻率)溫度系數;
上圖:不同頻率下三種金屬的趨膚效應深度(頻率越高,深度越淺,越趨膚);趨膚效應以傳導的角度看,是希望趨膚深度深的,那表示導線(xiàn)的利用率高;但是對于屏蔽,是希望趨膚深度淺的,這樣就能以較薄的金屬屏蔽更多的電磁頻段;50Hz的趨膚深度5~15mm,很難屏蔽……
用于屏蔽的金屬應有良好的導電及導磁性能,厚度根據干擾的最低頻率所產(chǎn)生的趨膚深度來(lái)定。一般1mm的低碳鋼板或者1μm的鍍鋅層就能滿(mǎn)足一般的應用。(這也是實(shí)際中??吹綑C箱壁上鍍鋅的原因)
5、孔隙
如果屏蔽體的整個(gè)殼體是無(wú)縫無(wú)孔的,那么對于30MHz的電磁波來(lái)說(shuō),要達到100dB的衰減效果不是難事。問(wèn)題就在于他們不是無(wú)縫無(wú)孔的:
在一個(gè)完美的屏蔽殼體上開(kāi)一個(gè)洞,相當于構成一個(gè)半波共振縫隙天線(xiàn),屏蔽效能SE與孔的最大尺寸d、電磁波波長(cháng)λ關(guān)系如下:
那么對于之前提到的30MHz,波長(cháng)10m,假設有一個(gè)USB口(孔徑對角線(xiàn)尺寸10mm),換算下來(lái)SE為54dB,d越大,SE越小。
我們常用到的電磁波頻段:
我們在常規應用中制造出的干擾及諧波頻段:
孔隙、平率與屏蔽效能的大致關(guān)系:
要達到40dB的SE,通常需要用導體墊圈、彈簧夾指來(lái)進(jìn)行密封,注意內部元件與屏蔽罩的間距、數據總線(xiàn)與開(kāi)孔和縫隙之間的距離。
還要注意,當屏蔽體中有電流,且電流的前進(jìn)方向上有孔縫擋路,迫使電流繞行時(shí),將引起孔縫類(lèi)似天線(xiàn)而發(fā)射磁場(chǎng),通過(guò)孔縫變化的電壓產(chǎn)生磁場(chǎng)。
6、低頻磁場(chǎng)的屏蔽
采用高磁導率的合金材料(如非晶合金、坡莫合金),按一定規格制成屏蔽罩,可大幅度減小磁場(chǎng)影響。
7、截至波導
8、墊圈
采用良導體,用于填縫,能承受一定的擠壓變形,抗腐蝕、經(jīng)久耐用.
9、可視組件的屏蔽
10、通風(fēng)孔的屏蔽
將通風(fēng)孔做成兩種形式:
(1)金屬網(wǎng)格(類(lèi)似蜂窩鋁板)
(2) (截至)波導
11、用噴漆或電鍍的塑料
因為開(kāi)模塑料美觀(guān)輕便,所以時(shí)常使用,對這種情況,一般在塑料杯面噴涂導電材料,因為導電層厚度不可能太厚(微米級),實(shí)際效果不怎么樣。
對于二類(lèi)電器(class II),還可能增加靜電放電(ESD)的可能性。
二類(lèi)電器:這類(lèi)電器采用雙重絕緣或加強絕緣,沒(méi)有接地要求。
12、非金屬屏蔽
如碳纖維或導電聚合物(導電塑料),但是無(wú)論如何其SE都不及金屬的好。
13、屏蔽罩的安裝
14、板級屏蔽
說(shuō)明:本頁(yè)面文章由()整理發(fā)布.文章地址: http:///hangyexinwen/129.html
|