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EMC中的屏蔽与隔离的基本原理

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屏蔽根据原理的不同可以分为电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。

电屏蔽的实质是减小两个设备(或两个电路、组件、元件)间电场感应的影响。电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下,将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。因此,接地良好及选择良导体作为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。

一、电磁干扰的来源

电子设备电磁兼容问题的核心是控制和消除电磁干扰.因此,对于电子设备产生电磁干扰的原因必须清楚.

屏蔽用于切断通过空间的:      静电耦合、磁场耦合、电磁感应耦合。

对应的屏蔽方式:                   静电屏蔽磁场屏蔽、电磁屏蔽。

EMC中的屏蔽与隔离的基本原理

1电子设备的自身干扰

电子设备的自身干扰是指电子设备内部各器件之间的相互千扰,主要有以下几种:

(1)通过电源地线、传输导线的阻抗、导线之间的互感产生的电磁干扰;

(2)大功率和高电压的器件产生的磁场、电场对其它器件造成的干扰;

(3)由线路的分布电容和绝缘电阻产生的干扰.

2电子设备的外界干扰

电子设备的外界干扰是指电子设备以外的干扰信号对电子设备的干扰,主要有以下几种:

(1)外部的大功率设备在空间产生很强的磁场,通过互感藕合干扰电子设备;

(2)空间电磁信号对电子设备产生的干扰;

(3)工业电网上的用电器通过电源变压器产生的干扰;

(4)外部的高电压由于绝缘体漏电产生的干扰信号.

常用的几种EMC隔离方法:继电器、磁电、光电、浮地、共模扼流圈等几种隔离方法。

EMC中的屏蔽与隔离的基本原理 

二、电磁干扰的屏蔽措施

电子技术的广泛应用产生了多种形式的电磁干扰,完全彻底地消除干扰是不可能的,但是根据电磁兼容性原理,可以采用许多技术措施来减小电磁干扰,使之控制在一定的范围之内,保证电子设备或系统的兼容性.屏蔽技术即为常用的抑制和消除电磁干扰的措施屏蔽就是以金属隔离的原理来控制某一区域的电场或

磁场对另一区域的干扰.它包括两个含义:一是将电路、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止电磁干扰向外扩散;二是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千扰的影响.

三、碰屏蔽的原理

由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路,从而对干扰磁场进行分流,因而选择钢、铁和坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。

电磁屏蔽的原理是由于金属屏蔽体通过电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射千扰源的远区场,即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。由于随着频率的增高,波长变得与屏蔽体上孔继的尺寸相当,从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的控制因素。

对于敏感电路、强辐射的电路,要设计一个在PCB上焊接的屏蔽腔,在设计PCB时要加上“过孔屏蔽墙”,即在PCB上与屏蔽腔壁紧贴的部位加上接地的过孔,要求如下:要有两排以上的过孔;两排过孔要相互错开;同一排的过孔间距要小于λ/20;PCB与屏蔽腔焊接的部位禁止有绿油;如果是射频信号,射频信号线在项层穿过屏蔽壁时,要在屏蔽腔的相应位置开一个槽门门高大于0.5mm,门宽要保证安装后信号线与屏蔽体间的距离大于1mm,如下图所示。
电磁屏蔽技术——小北设计

随着科学的发展,使用的频率越来越密集,功率密度越来越大,电子设备系统内及系统间的电磁干扰问题越来越严重。屏蔽效能的仿真对于抑制电子设备辐射耦合具有非常重要的意义,它可使技术人员在产品生产出来之前就预计到其抑制辐射干扰的性能,从而为加快研制周期、提高产品性能和节约成本奠定良好的基础。通过软件的仿真,能够克服结构设计人员因对电磁兼容知识缺乏而设计出不符合EMC的结构的问题:缩短产品开发周期,提高设计水平与质量;实现与热、机械振动的协同设计。仿真的内容包含:对电子设备(机箱、机柜等)通过孔、缝等结构的电磁场辐射泄漏进行仿真及预计,主要涉及器件、印制板建模及腔体结构建模;对电子设备结构的屏蔽效能进行仿真,主要涉及结构屏蔽设计及建模。常用的电磁计算软件有HFSSFecoEADS/EMC2000Flowmerics/FLOWEMCAnsys/Multiphysics等。

对于射频电路要注意下面内容:

两端同时接地:  很好地屏蔽射频信号,易受地环路电流的影

两端接地,并带大面积的并行结合线:很好地屏蔽射频信号,地电流主要流过结合线,但易受电磁场影响。

一端接地:  对射频屏蔽不好,尤其是电缆超过1/8波长时,甚至比不加屏蔽线还差

发射端接地,接收端通过电容接地:如果电容类型、位置正确,可以很好地屏蔽射频信号  没有低频地回流

PCB中的EMC设计时中地的分割与汇接的基础知识http://www.pcballegro.com/2/241.html

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