1、第三章 電磁屏蔽技術 屏蔽材料選擇 實際屏蔽體設計楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第1頁電磁屏蔽屏蔽前場強E1屏蔽后場強E2對電磁波產生衰減作用就是電磁屏蔽,電磁屏蔽作用大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB 楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第2頁實心材料屏蔽效能計算入射波場強距離吸收損耗AR1R2SE R1 R2 AB R ABB楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第3頁波阻抗概念波阻抗電場為主 E 1/ r3 H 1 / r2磁場為主 H 1/ r3 E 1/ r2平面波 E 1/ r H 1/ r377/ 2到觀察點距離 rE/H楊繼深 年4

2、月EMC設計之屏蔽技術講解第4頁吸收損耗計算t入射電磁波E0剩下電磁波E1E1 = E0e-t/ A 20 lg ( E0 / E1 ) = 20 lg ( e t / ) dB0.37E0 A 8.69 ( t / ) dBA = 3.34 t f rr dB楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第5頁趨膚深度舉例楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第6頁反射損耗 R 20 lgZW4 Zs反射損耗與波阻抗相關，波阻抗越高，則反射損耗越大。ZS = 3.68 10-7 f r/r遠場：377近場：取決于源阻抗同一個材料阻抗隨頻率變楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第7頁不一樣電磁波反射

3、損耗遠場: R 20 lg3774 Zs4500Zs = 屏蔽體阻抗， D = 屏蔽體到源距離（m）f = 電磁波頻率（MHz）2 D fD f Zs Zs電場: R 20 lg磁場: R 20 lgdB楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第8頁影響反射損耗原因150 0.1k 1k 10k 100k 1M 10M 100M平面波3 108 / 2rfR(dB)r = 30 m 電場r = 1 m靠近輻射源r = 30 m磁場 r = 1 m靠近輻射源楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第9頁綜合屏蔽效能 (0.5mm鋁板)150250平面波00.1k 1k 10k 100k 1M 10M

4、高頻時電磁波種類影響很小電場波 r = 0.5 m磁場波 r = 0.5 m屏蔽效能（dB）頻率楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第10頁屢次反射修正因子計算電磁波在屏蔽體內屢次反射，會引發附加電磁泄漏，所以要對前面計算進行修正。B = 20 lg ( 1 - e -2 t / )說明： B為負值，其作用是減小屏蔽效能 當趨膚深度與屏蔽體厚度相當初，能夠忽略 對于電場波，能夠忽略楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第11頁怎樣屏蔽低頻磁場？低頻磁場低頻磁場吸收損耗小反射損耗小高導電材料高導磁材料高導電材料楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第12頁高導磁率材料磁旁路效果H0H1H0Rs

5、R0H1R0RsSE = 1 + R0/RS楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第13頁低頻磁場屏蔽產品楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第14頁磁屏蔽材料頻率特征151015坡莫合金金屬鎳鋼冷軋鋼 0.01 0.1 1.0 10 100 kHzr 103楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第15頁磁導率隨場強改變磁通密度 B 磁場強度 H飽和起始磁導率最大磁導率 = B / H楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第16頁強磁場屏蔽高導磁率材料：飽和低導磁率材料：屏效不夠低導磁率材料高導磁率材料楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第17頁加工影響2040608010010 100

6、1k 10k跌落前跌落后楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第18頁良好電磁屏蔽關鍵原因屏蔽體導電連續沒有穿過屏蔽體導體屏蔽效能高屏蔽體不要忘記：選擇適當屏蔽材料你知道嗎：與屏蔽體接地是否無關楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第19頁實際屏蔽體問題通風口顯示窗鍵盤指示燈電纜插座調整旋鈕實際機箱上有許多泄漏源：不一樣部分結合處縫隙通風口、顯示窗、按鍵、指示燈、電纜線、電源線等電源線縫隙楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第20頁遠場區孔洞屏蔽效能LLSE = 100 20lgL 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H) = 0 dB 若 L / 2H楊繼深 年4月EMC設

7、計之屏蔽技術講解第21頁孔洞在近場區屏蔽效能若ZC （7.9/Df）：（說明是電場源）SE = 48 + 20lg ZC 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) )若ZC （7.9/Df）：（說明是磁場源）SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：對于磁場源，屏效與頻率無關！）楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第22頁縫隙泄漏低頻起主要作用高頻起主要作用楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第23頁縫隙處理電磁密封襯墊縫隙楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第24頁電磁密封襯墊種類 金屬絲網襯墊(帶橡膠芯和空

8、心)導電橡膠(不一樣導電填充物)指形簧片(不一樣表面涂覆層)螺旋管襯墊(不銹鋼和鍍錫鈹銅)導電布楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第25頁指形簧片楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第26頁螺旋管電磁密封襯墊楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第27頁電磁密封襯墊主要參數 屏蔽效能 (關系到總體屏蔽效能) 回彈力（關系到蓋板剛度和螺釘間距） 最小密封壓力（關系到最小壓縮量）最大形變量（關系到最大壓縮量） 壓縮永久形變（關系到允許蓋板開關次數） 電化學相容性（關系到屏蔽效能穩定性）楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第28頁電磁密封襯墊安裝方法絕緣漆環境密封楊繼深 年4月EMC設計之屏

9、蔽技術講解第29頁截止波導管損耗頻率fc截止頻率頻率高電磁波能經過波導管，頻率低電磁波損耗很大！工作在截止區波導管叫截止波導。截止區楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第30頁截止波導管屏效截止波導管 屏蔽效能=反射損耗：遠場區計算公式近場區計算公式+吸收損耗圓形截止波導：32 t / d矩形截止波導：27.2 t / l孔洞計算屏蔽效能公式楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第31頁截止波導管損耗楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第32頁截止波導管設計步驟孔洞泄漏不能滿足屏蔽要求SE 確定截止波導管截面形狀 確定要屏蔽最高頻率 f 確定波導管截止頻率 fc 計算截止波導管截面尺寸 由

10、SE 確定截止波導管長度 5f楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第33頁顯示窗/器件處理隔離艙濾波器屏蔽窗濾波器楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第34頁操作器件處理屏蔽體上開小孔屏蔽體上栽上截止波導管用隔離艙將操作器件隔離出楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第35頁通風口處理穿孔金屬板截止波導通風板楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第36頁貫通導體處理楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第37頁屏蔽電纜穿過屏蔽機箱方法在內部可將電纜延伸表面做導電清潔處理，保持360度連接注意防腐屏蔽互套屏蔽體邊界屏蔽電纜與電纜套360度搭接楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第38頁搭接 電子設備中，金屬部件之間低阻抗連接稱為搭接。比如：電纜屏蔽層與機箱之間搭接屏蔽體上不一樣部分之間搭接 濾波器與機箱之間搭接 不一樣機箱之間地線搭接楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第39頁搭接不良濾波器濾波器接地阻抗預期干擾電流路徑實際干擾電流路徑楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第40頁搭接不良機箱VI航天飛行器上搭接阻抗要小于2.5m!楊繼深 年4月EMC設計之屏蔽技術講解第41頁搭接阻抗測量機柜搭接阻抗頻率寄生電容導線