電子產品的防護§2—1電子產品的防潮、防腐和防老化§2—2電子產品的散熱§2—3電子產品的防振與緩沖1§2—4電子產品的電磁兼容與防護§2—1電子產品的防潮、防腐和防老化學習目標：1.了解潮濕、鹽霧、霉菌及金屬腐蝕對電子產品的危害。2.掌握對潮濕、鹽霧、霉菌及金屬腐蝕的防護措施。3.了解有機材料的老化現象及防老化措施。電子產品在一定的環境中存儲、運輸和使用，必然會遇到不同的氣候環境。本節主要介紹潮濕、鹽霧、霉菌及金屬腐蝕等對電子產品的危害及防護措施，以及有機材料的老化現象及防老化措施。潮濕的環境會促使霉菌快速繁殖，也會助長鹽霧的腐蝕作用，所以對環境要素的防護也主要是防潮濕、防鹽霧和防霉菌，俗稱“三防”。第二章電子產品的防護1.潮濕的危害性

（1）引起金屬腐蝕及加快腐蝕速度。（2）使非金屬材料性能變壞、失效。（3）水是一種極性介質，能夠改變電氣元件的參數。（4）在一定的溫度條件下，潮濕有利于霉菌的生長和繁殖，使非金屬材料腐爛。（5）當溫度升高或空氣中含有雜質（如灰塵、電解質等）時，潮濕的影響和危害將加劇。一、潮濕的防護3第二章電子產品的防護2.潮濕的防護措施

（1）合理選用材料（2）憎水處理（3）浸漬作為防潮濕的輔助手段，有時可以對某些產品用定期通電加熱的方法來驅除潮氣。例如，家用電器不能長期閑置不用，否則會由于潮濕產生電路短路、金屬腐蝕等損害，應定期通電驅潮。也可以用吸潮劑吸掉潮氣，常用硅膠作為吸潮劑，它具有很大的吸水性，在貨物包裝中常用廉價的生石灰作為吸潮劑。4（4）灌封（5）密封第二章電子產品的防護3.各種防潮措施的適用范圍

憎水處理只能作為輔助性的防潮手段，它多用來作為其他防潮處理后的輔助處理，以進一步加強其防潮性能。浸漬主要用于繞線產品，如變壓器繞組、電感線圈等。灌封多適用于小型的單元、部件及元器件，如小型變壓器、密封插頭、固體電路、微膜組件及集成電路等。密封主要用于惡劣的氣候條件，如水下、高空用的無線電設備和野外用攜帶式無線電設備等。5第二章電子產品的防護1.鹽霧的防護

（1）鹽霧的形成鹽霧是一種含有鹽分的霧狀氣體，主要發生在海上和沿海地區離海岸線較近的大氣中。在陸地上也可以因鹽堿被風吹刮起或鹽水蒸發而引起。（2）鹽霧的危害鹽霧的危害主要是對金屬及各種金屬鍍層的強烈腐蝕。二、鹽霧和霉菌的防護6第二章電子產品的防護（1）鹽霧的形成（2）鹽霧的危害（3）鹽霧的防護措施1）進行電鍍加工時，應嚴格執行電鍍工藝，保證鍍層厚度，并選擇適當的鍍層種類。2）采用密封機殼或機罩，使設備與鹽霧環境隔開。3）對關鍵元器件進行灌封或增加其他密封措施。7第二章電子產品的防護2.霉菌的防護

（1）霉菌的形成（2）霉菌的危害1）由于霉菌在生長和繁殖過程中從有機物材料中攝取營養成分，從而使材料結構發生破壞、強度降低及物理性能變壞。2）霉菌在新陳代謝過程中分泌出二氧化碳及其他酸性物質，引起金屬腐蝕和絕緣材料的性能惡化。（3）霉菌的防護措施1）控制環境條件，抑制霉菌的生長。2）密封防霉。83）采用防霉劑。4）使用防霉材料。第二章電子產品的防護1.金屬腐蝕對電子產品的危害金屬腐蝕是指金屬或合金與周圍接觸到的介質（氣體或液體）進行化學反應而遭到破壞的過程。三、金屬腐蝕的防護9第二章電子產品的防護2.金屬的防腐蝕措施（四點）（1）改變金屬的內部組織結構。（2）選擇耐蝕材料。（3）采用表面涂覆方法。1）金屬覆蓋層是用電鍍或化學涂覆的方法在金屬表面2）化學覆蓋層是用化學或電化學的方法在金屬表面形成一層致密而穩定的金屬化合物（多是金屬的氧化物、磷酸鹽類），以達到防腐蝕的目的。3）涂料覆蓋層是將有機物涂于零部件表面，其能自行起物理和化學變化，并干結成一層堅韌的薄層，使被涂表面與大氣隔絕，從而起到保護和裝飾的作用。10第二章電子產品的防護（4）合理設計金屬件的結構1）腐蝕余量設計；2）避免接觸腐蝕；①在其中一種金屬上鍍上允許與第二種金屬相接觸的金屬鍍層，或者在兩種金屬上均鍍上同一種金屬鍍層。②在兩種金屬之間涂覆絕緣保護層或加放絕緣襯墊。③盡可能擴大陽極性金屬的表面積，縮小陰極性金屬的表面積。11第二章電子產品的防護3）金屬件結構的合理設計；①不合理的結構形式常引起機械應力、熱應力等各種應力，使水和水汽停留或積存在其上，造成局部金屬的腐蝕，所以在設計時應避免。②在易發生腐蝕和最大腐蝕的部位加厚構件尺寸。③對易腐蝕損壞而必須經常維修、更換的零部件，結構上應保證其易于修理。④降低金屬件的表面粗糙度值，也可以提高它的抗腐蝕能力。12第二章電子產品的防護1.有機材料的老化現象

（1）熱老化（2）濕老化（3）氧老化（4）光老化（5）生物老化四、有機材料的老化現象及防老化132.預防措施

（1）熱老化的預防（2）濕老化的預防（3）氧老化的預防（4）光老化的預防（5）生物老化的預防1.結合實際說明潮濕對電子產品有哪些影響，應采取哪些措施進行防護。2.結合實際說明鹽霧、霉菌對電子產品有哪些影響，應采取哪些措施進行防護。3.結合實際說明金屬腐蝕對電子產品有哪些影響，應采取哪些措施進行防護。4.結合實際說明有機材料老化對電子產品有哪些影響，應采取哪些措施進行防護。思考與練習第二章電子產品的防護實訓2剖析常見電子產品的防護措施21.了解常見電子產品的使用環境要求。2.了解常見電子產品的防護措施。一、實訓目的一字旋1把十字旋具1把精密旋具1套收納盒1個對講機1部手機1部二、實訓所需器材1.查閱相關資料，分析總結對講機、手機的使用環境要求。2.拆卸對講機、手機，觀察其內部結構，分析其防護措施。3.分組討論、總結，得出結論。4.撰寫實訓報告。三、實訓內容15根據要求完成下表的填寫。16注意事項：1.拆卸時要輕拿輕放，拆卸下來的組件、零部件要放在收納盒中，防止丟失。2.拆卸過程中要注意對設備的維護，防止零部件的損壞。3.實訓完成后，要將對講機、手機結構恢復原樣。實訓2剖析常見電子產品的防護措施2§2—2電子產品的散熱學習目標：1.了解熱傳導、熱對流、熱輻射的概念及相應的增強散熱的措施。2.掌握電子產品自然散熱及散熱的主要措施。3.掌握功率晶體管的散熱原理及散熱器的類型。4.掌握電子產品的強迫散熱方式。電子產品工作時其功率損失一般都是以熱能的形式散發出來的。實際上，電子產品內部任何具有實際電阻的載流元器件都是一個熱源，同時電子產品的工作性能與溫度有著密切的關系。本節主要介紹電子產品散熱的相關知識。第二章電子產品的防護熱能的傳播方式有熱傳導、熱對流、熱輻射三種。一、熱的傳導方式181.熱傳導的概念及增強傳導散熱的措施（1）在考慮綜合因素的前提下，選用導熱系數較大的材料制造導熱零件（2）盡量縮短熱傳導路徑，熱傳導路徑中不應有絕熱或隔熱材料（3）增大熱傳導零件間的接觸面積，也可在兩接觸面間涂硅脂或墊入軟金屬箔，如銦片、銅箔等第二章電子產品的防護2.熱對流的概念及增強對流散熱的措施

（1）盡量增大溫差，即盡量降低周圍對流介質的溫度（2）加大與對流介質的接觸面積，如將散熱器做成肋片、直尾形、叉指形（3）增大周圍介質的流動速度，以帶走更多的熱量3.熱輻射的概念及增強熱輻射散熱的措施（1）發熱物體表面越粗糙，熱輻射的能力越強（2）加大輻射體的表面積（3）加大輻射體與周圍環境的溫差，即周圍介質溫度越低越好19第二章電子產品的防護電子產品在使用過程中會產生大量的熱量而使設備的溫度上升，從而影響設備的正常運行，將這些熱量迅速地散發出去是保證電子產品正常工作的前提。1.自然散熱的要點（1）對于封閉式機箱，設備內部的熱量散發途徑如圖所示二、電子產品自然散熱及散熱的主要措施20第二章電子產品的防護（2）對于敞開式機箱，設備內部的熱量散發途徑如圖所示21確保良好自然散熱的主要任務是在結構上進行合理的熱設計，將產品內部的熱量暢通無阻地、迅速地排到設備外部，使產品工作在允許的溫度范圍內。第二章電子產品的防護2.機殼的散熱設計

（1）增加機殼內外表面的黑度，提高機殼的熱輻射能力（2）選擇導熱性能好的材料做機殼（3）增加換熱表面積（4）在機殼上合理地開通風孔，可以加強氣流的對流換熱作用，常用通風孔的結構形式如圖所示。22第二章電子產品的防護3.電子產品內部的自然散熱

（1）電子元器件的散熱1）電阻和小功率的電感、電容、二極管。2）變壓器。233）晶體管。4）集成電路。第二章電子產品的防護（2）電子產品內部元器件的合理布置1）為了增強熱對流散熱，各元器件、結構件之間應保持一定的距離，以利于空氣流動。2）在印制電路板上安裝元器件時，應將發熱量大的元器件和不耐熱的元器件置于容易降溫之處。24第二章電子產品的防護3）對熱敏感的元件，在結構上可采取“熱屏蔽”的方法解決，即采取措施切斷熱傳播的通道，使設備內部某部分的熱量不能傳到另一部分，形成熱區和冷區（如圖），從而對熱敏元件進行有效的保護。4）添加某些與電路原理無關的零部件。為了有效地散熱，在電路條件允許時，添加一些與電路無關的零部件，進行引導散熱。25第二章電子產品的防護

（3）設備內部印制電路板的合理放置若設備中只有一塊印制電路板，水平或垂直放置均可。（4）機箱內結構件的合理布置1）合理設計進/出風口的位置，盡量增大進/出風口的距離和它們的高度差，增強自然對流散熱。2）對于大面積的元器件，應特別注意其放置位置，如機箱底的底板、隔熱板、屏蔽板等。若位置安排不合理，可能阻礙或阻斷自然對流的氣流。26第二章電子產品的防護1.功率晶體管的散熱原理晶體管在工作時，直流電源功耗有一部分要消耗在管子上，這就是集電極功耗PC。三、功率晶體管的散熱及散熱器的類型27第二章電子產品的防護2.散熱器的類型28第二章電子產品的防護（1）平板式散熱器是最簡單的一種散熱器，它由厚1.5～3mm的金屬薄板制成，一般多為正方形或長方形的鋁板或鋁合金板。（2）鋁型材（平行筋片）式散熱器在功率損耗較大時具有較小的熱阻，因而其散熱能力強，一般用作大、中功率晶體管的散熱器。（3）叉指形散熱器制作工藝簡單，結構形式多樣，可作為大、中功率晶體管的散熱器。（4）星形散熱器的熱對流和熱輻射作用較好，適用于柱狀元件的散熱（5）針形散熱器是一種新型散熱器，它是在金屬平板上均布圓柱形或圓錐形針柱的散熱器，針柱使得散熱面積增大，大大增強了其散熱能力，而且使用起來十分方便。29第二章電子產品的防護1.強迫風冷（1）單個元件的強迫風冷。在電子產品（如整機的機柜）中只有單個電子元件需要冷卻時，可以選擇合適的通風機和設計一個專用的風道，將需要冷卻的元件（如大功率電子管）裝入該風道內進行強迫通風，如圖所示。四、電子產品的強迫散熱方式30第二章電子產品的防護（2）整機的抽風冷卻1）有風管的抽風系統2）無風管的抽風系統（3）整機的鼓風冷卻2.液體冷卻由于液體的導熱系數及比熱容均比空氣大，與強迫風冷相比，液體冷卻可以大大減小各有關換熱環節的熱阻，提高冷卻效率，因此，用它作為散熱介質的效果比用空氣要好。311.電子產品中常用的散熱措施有哪些？2.傳熱有哪幾種方式？可以采取哪些措施提高各種傳熱方式的傳熱能力？試舉例說明。3.結合實際說明在電子產品中有哪些散熱方式，各有什么特點。4.電子產品中常用的散熱器有哪幾類？思考與練習第二章電子產品的防護實訓3剖析功放電路的散熱措施21.能分析功放電路中各個元器件的散熱措施。2.了解功放電路中散熱器的選用類型。3.了解功放電路的整體散熱布局。一、實訓目的一字旋1把十字旋具1把精密旋具1套收納盒1個音響功放1臺（A81C精品功放）二、實訓所需器材1.通過上網或其他渠道收集A81C功放的相關資料，總結A81C功放的性能特點。2.打開功放外殼，觀察其內部結構，分析其整體散熱措施及各個元器件的具體散熱方法，識別散熱器的類型。3.根據要求完成下表的填寫4.撰寫實訓報告。三、實訓內容33根據要求完成下表的填寫。34實訓2剖析常見電子產品的防護措施2§2—3電子產品的防振與緩沖學習目標：1.了解機械作用的分類。2.了解振動與沖擊對電子產品的危害。3.了解隔振、隔沖的基本原理。4.了解減振器的類型、選用原則及布置。5.掌握電子產品防振和緩沖的一般措施。振動和沖擊對電子產品的影響是多方面的，一般振動引起的是元器件或材料的疲勞損害，而沖擊則是由于瞬時加速度很大而造成元器件和材料的應力損壞。第二章電子產品的防護1.周期性振動

周期性振動是指機械力的周期性運動對設備產生的振動干擾，并使設備做周期性往復運動。表征周期性振動的主要參數有振動幅度和振動頻率。2.非周期性干擾非周期性干擾是指機械力在做非周期性擾動時對設備的作用。其特點是作用時間短暫，但加速度很大。根據對設備作用的頻繁程度和強度大小，非周期性擾動力可以分為碰撞和沖擊兩類。一、機械作用的分類36第二章電子產品的防護3.離心加速度

離心加速度是指運載工具做非直線運動時設備受到的加速度。374.隨機振動

隨機振動是指機械力的無規則運動對設備產生的振動干擾。隨機振動在數學分析上不能用確切的函數來表示，只能用概率和統計的方法來描述其規律。隨機振動主要是由外力的隨機性引起的。第二章電子產品的防護機械作用力會對電子產品造成影響，其中危害最大的是振動與沖擊，如果結構設計不當，就會導致電子產品的損壞或無法工作。造成的破壞主要有兩種形式，一種是強度破壞，設備在某一激振頻率下產生振幅很大的共振，最終振動加速度所引起的應力超過設備所能承受的極限強度而破壞，或者由于沖擊所產生的沖擊應力超過設備的極限強度而破壞；另一種是疲勞破壞，振動或沖擊引起的應力雖遠低于材料的極限強度，但由于長時間振動或多次沖擊而產生的應力超過其疲勞強度，使材料發生疲勞損壞。二、振動與沖擊對電子產品的危害38第二章電子產品的防護（1）沒有附加鎖緊裝置的接插裝置會從插座中彈出來，并碰撞其他元器件而造成破壞。（2）電真空器件的電極變形、短路、折斷，或者由于各電極做過多的相對運動而產生噪聲，使其不能正常工作。（3）振動使彈性元件產生變形，使具有觸點的元件（電位器、波段開關、插頭、插座等）接觸不良或開路。（4）指示燈忽亮忽暗，儀表指針不斷抖動（或指針脫落），使觀察人員讀數不準，并易產生視覺疲勞。39第二章電子產品的防護（5）當零部件的固有頻率和激振頻率相同時，會產生共振現象。例如，可變電容器極片共振時，會使電容量發生周期性變化等。（6）安裝導線變形和移位，使其相對位置改變，引起電感量和分布電容發生變化，從而使電感和電容的耦合發生變化。（7）機殼和安裝基礎變形，脆性材料（如玻璃、陶瓷、膠木、聚苯乙烯）斷裂。（8）防潮和密封措施受到破壞。40第二章電子產品的防護（9）錫焊和熔焊處斷開，焊錫屑掉落在電路中間造成短路故障。（10）螺釘、螺母松開甚至脫落，并撞擊其他零部件，造成短路和破壞。有些用來調整電氣特性的螺釘受振后會產生偏移。一般，振動引起的故障約占80%，沖擊引起的故障約占20%。41第二章電子產品的防護1.隔振

（1）振動系統的組成。機械振動是指物體受交變力的作用，在某一位置附近做往復運動。如圖所示為一個振動系統，電動機安裝在支梁上，當電動機旋轉時，由于轉子的不平衡性，轉子質量的慣性力引起電動機產生上下和左右方向的往復運動，當限制其左右運動時，就構成了最簡單的單自由度自由振動系統。三、隔振與隔沖42第二章電子產品的防護（2）隔振原理隔振就是通過在設備或元器件上安裝減振裝置，隔離或減少它們與外界之間的機械振動傳遞。1）主動隔振在振動物體與安裝基礎之間安裝彈性支撐（即隔振器），以減少機械振動力向安裝基礎的傳遞量，使振動物體的振動得以有效隔離，這種對振動物體采取隔離的措施稱為主動隔振。43第二章電子產品的防護2）被動隔振在儀器和設備與安裝基礎之間安裝彈性支撐，以減少安裝基礎的振動對儀器和設備的影響程度，使儀器和設備能正常工作或不受損壞，這種對儀器和設備采取隔離的措施稱為被動隔振。44第二章電子產品的防護2.隔沖沖擊是一種急劇的瞬間作用。在沖擊發生時，雖然時間相當短，但作用十分強烈。沖擊作用下，電子產品的零部件的沖擊應力超過其最大允許值時將導致設備損壞，有時也會因多次沖擊作用形成疲勞積累，使設備發生疲勞損壞。因此，對沖擊的作用也必須進行隔離。和隔振一樣，隔沖同樣分為主動隔沖與被動隔沖。電子產品大都采用被動隔沖，沖擊減振器實際上是一個儲能裝置。由于阻尼的存在會使系統在變形時消耗能量，因此，在緩沖設計中增大減振器的阻尼，對有效控制沖擊十分有利。45第二章電子產品的防護1.減振器的類型減振器的作用是隔離或減小振動及沖擊對設備及元件的影響，通過其材料、結構的特點，吸收振動、沖擊的能量并緩慢地釋放，以達到減振和緩沖的目的。電子產品中用到的減振器種類很多，這里僅介紹近年來在電子產品中使用較普遍的橡膠—金屬減振器、金屬彈簧減振器以及阻尼隔振材料。四、減振器的類型、選用原則及布置46第二章電子產品的防護（1）橡膠-金屬減振器橡膠-金屬減振器由金屬（彈簧鋼）和橡膠按下述方法制成。先將鋼制零件鍍上一層25μm厚的黃銅（Zn30%，Cu70%），與天然橡膠一起在壓模內硫化，然后加熱到（143±10）℃，保持20min，使金屬和橡膠貼合在一起形成減振器。由于金屬和橡膠的結合強度達3.92～6.86MPa，所以能在一定的載荷下承受沖擊和振動。橡膠-金屬減振器如圖所示。47第二章電子產品的防護（2）金屬彈簧減振器金屬彈簧減振器用彈簧鋼板或鋼絲繞制而成。常見的有圓柱形彈簧、圓錐形彈簧及板簧等。這種減振器的優點是對環境條件反應不敏感，適用于惡劣環境，如高溫、高寒、油污等；工作性能穩定，不易老化；剛度變化范圍寬，可以制作得很軟，48也可以很硬。其缺點是阻尼比很小，共振時很危險。因此，必要時還應另加阻尼器。由于金屬彈簧減振器的固有頻率較高，常用于載荷大、外激頻率較高及有沖擊的場合。金屬彈簧減振器如圖所示。第二章電子產品的防護（3）阻尼隔振材料利用減振器對設備減振緩沖時，雖然可以減弱機械作用對設備的干擾，但在多數情況下設備并非理想剛體，即使已經減弱的機械作用傳遞到設備中時，也有可能引起設備中某些零部件發生共振。此時采用阻尼技術進行減振效果較好。目前常用的阻尼隔振材料有以下兩種結構1）自由阻尼結構2）約束阻尼結構49第二章電子產品的防護（1）使用條件1）振源性質2）環境溫度3）外形尺寸4）元器件耐振與抗沖擊能力50（2）參數條件1）阻尼比ξ2）剛度k3）額定負荷W2.減振器的選用原則第二章電子產品的防護在布置和安裝減振器時，應注意以下問題（1）應使各減振元件受力均勻，靜壓縮量基本一致（2）將減振器安裝在設備底部四角較為方便，但為了提高穩定性，減振器的安裝平面應盡可能提高，最好是在設備重心所在的平面（3）同一設備的減振器最好選用同一型號的產品513.減振器的合理布置第二章電子產品的防護1.電子產品的總體布局電子產品整機的耐振、緩沖程度在元器件已確定的情況下，主要取決于元器件的布局和安裝方式。因此，從提高設備整機的耐振和緩沖能力出發，在布局時，設備的質量要均勻分布，使設備的重心盡量落在底面的中心上，重心不應偏離幾何中心太遠。對于過重的元器件、零部件，應盡可能放在設備的下部，使設備的重心下移，從而減少設備的晃動。四、電子產品防振和緩沖的一般措施52第二章電子產品的防護2.元器件的布置和安裝（七點）（1）導線和電纜（2）繼電器1）在用一個繼電器的地方使用兩個固有頻率不同的繼電器，兩個繼電器并聯在電路中，并使它們都能完成相同的功能。由于固有頻率不同，兩個繼電器不可能同時失效。2）根據繼電器的結構特點進行安裝，可以提高其耐振和緩沖能力，如舌簧型繼電器，應使觸點的動作方向和銜鐵的吸合方向盡量與振動方向不同。53第二章電子產品的防護（3）晶體管雖然晶體管本身的耐振和緩沖能力較強，但如果安裝不當，仍會發生故障。（4）變壓器變壓器本身是能耐振和緩沖的，但它是一個比較重的元器件，因此，變壓器應盡量安裝在設備的底層，其位置不宜偏離設備重心太遠。（5）電容器和電阻器電容器和電阻器本身是耐振和緩沖的，關鍵是它的引線和接點的連接處容易折斷。54第二章電子產品的防護（6）印制電路板1）增加印制電路板的厚度或附加加強筋，從而提高印制電路板的結構剛度。2）把橡膠減振器連接在印制電路板上作為附加的結構支撐，以減小在振動時印制電路板中心的振幅。3）用機械方法增加印制電路板邊緣與支撐界面之間的接觸壓力，以改變邊界條件來降低板中心的振幅，從而防止印制電路板上電子元器件的疲勞損壞。55第二章電子產品的防護4）采用層狀結構，即在兩塊印制電路板中間夾以黏滯性的阻尼材料，這樣在彎曲振動時，中間層會產生周期性的切應力，從而使機械能變成熱能，以獲得較高的阻尼特性，減小印制電路板的振幅。5）將印制電路板進行封裝，使印制電路板、元器件、各接插件成為一個整體，從而避免每個元器件、結構件因都有各自的振動特性而使得設備固有頻率寬度不足。（7）機架和底座。561.舉例說明振動和沖擊對電子產品會產生哪些危害。2.簡述隔振與隔沖的原理。3.簡述常用減振器的類型和選用原則。4.電子產品防振和緩沖有哪些措施？思考與練習第二章電子產品的防護實訓4剖析家用電器的防振和緩沖措施21.了解家用電器的結構及使用性能特點。2.能分析家用電器整體結構布局在防振和緩沖方面的功效。3.能分析家用電器在防振和緩沖方面采取的措施。一、實訓目的一字旋1把十字旋具1把精密旋具1套收納盒1個不同品牌的洗衣機2臺二、實訓所需器材1.通過生活常識及上網或其他渠道收集不同品牌洗衣機的相關資料，總結洗衣機的使用性能特點。2.開機運行，感受不同品牌洗衣機的振動特性。3.打開洗衣機外殼，觀察其內部結構，分析其整體結構布局在防振和緩沖方面的功效及具體防振措施。4.比較兩臺洗衣機在防振和緩沖方面所采取的措施有何不同（如減振器的安裝位置、類型等）。5.撰寫實訓報告。三、實訓內容58§2—4電子產品的電磁兼容與防護學習目標：1.了解電磁干擾、屏蔽的基本概念。2.掌握電場、磁場、電磁場屏蔽的原理及其干擾的防護措施。3.了解常用的電磁屏蔽材料及其應用。4.掌握抑制饋線干擾的方法。5.掌握接地的目的、地線中的干擾及抑制措施。6.了解靜電的產生、危害及電子企業的靜電防護。本節主要介紹電磁干擾、屏蔽的基本概念，電場、磁場、電磁場屏蔽的原理、防護措施及材料選用，饋線與地線干擾的抑制方法，靜電的產生與防護。在電子產品的內部及外部存在著各種電磁干擾（EMI），這種干擾會影響甚至破壞電子產品的正常工作。外部干擾是指設備除所要接收的電磁信號以外的其他電磁波的干擾。內部干擾是指設備內部電路單元之間、元器件之間及導線之間的電磁方面的干擾，如收音機中因變壓器的漏磁場而產生的干擾，電源饋線及地線也會產生傳導干擾等。一、電磁干擾概述60第二章電子產品的防護電磁干擾的實質是電磁能量從一臺設備（發射機）到另一臺設備（接收機）的無意或不希望的耦合。發射機與接收機之間電磁干擾耦合的途徑如圖所示。由圖可知，構成電磁干擾的要素包括干擾源、傳播途徑、受感器。電磁干擾能經過多種渠道，直接或間接地通過發射機進入接收機，影響其正常工作。因此，電磁兼容性設計的任務是削弱干擾的能量，隔離或減弱傳播途徑，提高電子設備的抗干擾能力。61第二章電子產品的防護屏蔽是對兩個空間區域之間進行電磁的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。二、屏蔽的概念（1）當干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率的金屬材料中產生的渦流，形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果。（2）當干擾電磁波的頻率較低時，應采用高導磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽的空間中。（3）在某些場合，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果，則采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。62第二章電子產品的防護1.電場屏蔽的原理及電場干擾的防護措施（1）電場屏蔽的原理電場屏蔽又稱為靜電屏蔽，主要用于抑制元器件或電路間因分布電容寄生耦合而形成的靜電場或電場干擾，其目的是隔離或消除因電場存在而產生的干擾。當干擾源產生的干擾是以電壓形式出現時，干擾源與電子產品之間就存在容性電場耦合，從而影響電子產品的正常工作。三、電場、磁場、電磁場屏蔽的原理及其干擾的防護措施

63第二章電子產品的防護電場屏蔽原理圖如圖所示64第二章電子產品的防護S為干擾源，設其電荷量為+QS，R為接收機。兩者之間存在的耦合電容為C。從上圖a可以看出，雖然干擾源被屏蔽，但因屏蔽體未接地，在屏蔽體外層表面產生的電荷+QS仍然會對接收機產生干擾。在圖b中將屏蔽體接地，外表面電位USS=0屏蔽體外層表面感生的電荷消失，對接收機的干擾被抑制。同樣地，如果不屏蔽干擾源，而將接收機屏蔽，結果與上述屏蔽效果類似。電源變壓器中的靜電屏蔽層就是一個典型的電場屏蔽實例，其作用就是為了減少變壓器一、二次側之間因分布電容產生的寄生耦合，并將電網產生的高頻干擾通過屏蔽層引入地線泄放掉，達到屏蔽的目的。因此，電場屏蔽時應做到多點、一體接地。65第二章電子產品的防護（2）電場干擾的防護措施1）增大干擾源與受感器之間的距離，以減小耦合電容C，從而達到減小QR的目的。2）在干擾源和接收機之間設置良好接地的金屬屏障。66第二章電子產品的防護2.磁場屏蔽的原理及設計原則

（1）磁場屏蔽的原理磁場屏蔽主要是對恒磁場或頻率較低的磁場的屏蔽。利用具有高磁導率的磁性材料作為屏蔽材料，將一個局部空間用高磁導率材料的殼體包裹起來，使磁場集中于殼體磁性材料內，減弱殼體內部的空間磁場，從而達到屏蔽外界磁場的目的。67第二章電子產品的防護如圖a所示為不做任何保護的元件T處于勻強磁場中，其受到磁場的影響。如圖b所示為將鐵磁材料做成截面為矩形的屏蔽盒，將元件放入其中進行屏蔽保護。在外磁場中，絕大部分磁場集中在鐵磁回路中。由于鐵磁材料的磁導率比空氣的磁導率要大幾千倍，所以空腔的磁阻比鐵磁材料的磁阻大得多，外磁場的磁感應線絕大部分將沿著鐵磁材料壁內通過，而進入空腔的磁通量極少。這樣，被鐵磁材料屏蔽的空腔就基本上沒有外磁場，從而達到磁屏蔽的目的。如圖c所示為圓形截面屏蔽盒磁分路示意圖。68第二章電子產品的防護（2）磁場屏蔽的設計原則1）磁屏蔽體應選用高磁導率的鐵磁性材料，材料的磁導率越高，屏蔽效果越好。磁導率高的鐵磁材料有軟鐵、硅鋼、坡莫合金等。2）被屏蔽物與屏蔽體內壁應留有一定間隙，在結構允許的情況下，屏蔽盒內壁與元器件的間距越大，屏蔽效果越好。69第二章電子產品的防護3）可增加屏蔽體的壁厚。單層屏蔽體的壁厚不宜超過2.5mm。若單層屏蔽體的屏蔽效果不好，可以采用雙層屏蔽或多層屏蔽。如圖所示為雙層屏蔽結構。70第二章電子產品的防護4）屏蔽體的接縫應平行于磁場分布的方向，以減小磁阻，提高屏蔽效果。當磁場垂直于屏蔽體的接縫時，接縫切斷磁力線，磁通流經接縫處會遇到較大的磁阻，降低屏蔽效果，如圖所示。71第二章電子產品的防護5）屏蔽罩上的通風孔或接線孔等孔洞的長邊應平行于磁場分布的方向，圓孔的排列方向要使磁路增加量最小，目的是盡可能不阻斷磁通的通過，如圖所示。72第二章電子產品的防護6）屏蔽體加工成形后要進行退火處理。7）從磁屏蔽的機理而言，屏蔽體不需要接地，但為了防止電磁感應，一般應接地。磁屏蔽在電子器件中有著廣泛的應用，如變壓器或其他線圈產生的漏磁通會對電子的運動產生作用，影響示波管或顯像管中電子束的聚焦。為了提高電子產品的質量，必須對產生漏磁通的部件進行靜磁屏蔽。73第二章電子產品的防護

電磁場屏蔽（簡稱為電磁屏蔽）的原理主要是基于電磁波穿過金屬屏蔽體產生波反射和波吸收的機理。電磁屏蔽是抑制干擾、增強設備的可靠性及提高產品質量的有效手段。合理地使用電磁屏蔽，可以抑制外來高頻電磁波的干擾，也可以避免作為干擾源去影響其他設備。74第二章電子產品的防護3.電磁場屏蔽的原理及措施

四、常用的電磁屏蔽材料及其應用1.鐵磁材料和金屬良導體材料鐵磁材料和金屬良導體材料是常用的屏蔽材料。鐵磁材料適用于低頻（100kHz以下）磁場的屏蔽，其原理是利用鐵磁材料高的磁導率引導磁力線通過高穿透材料并在附近空間降低磁通密度而達到磁屏蔽的目的。常用的鐵磁材料有純鐵、硅鋼、坡莫合金（鐵鎳合金）等。坡莫合金的電磁屏蔽效果要比其他幾種材料優越得多，但對應力較敏感，且磁性能與熱處理關系極大，而提供使用的材料是未經熱處理的，所以使用時必須了解和掌握熱處理工藝。75第二章電子產品的防護2.表面敷層薄膜屏蔽材料這類材料是在塑料等絕緣體的表面附著一層導電層，從而達到屏蔽的目的，屬于以反射損耗為主的屏蔽材料，常用的制作方法包括化學鍍金、真空鍍金、濺射鍍金、金屬熔射以及貼金屬箔等。（1）化學鍍金（2）真空鍍金（3）濺射鍍金76第二章電子產品的防護（4）金屬熔射（5）貼金屬箔這類材料是采用導電填料與塑料等成形材料填充復合而成的。導電填料一般選用導電性能優良的纖維狀、網狀、樹枝狀或片狀材料，常用的有金屬纖維、碳纖維、玻璃纖維、超細碳黑、云母片、金屬片、金屬合金粉等；成形材料常用合成樹脂類材料，如聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、尼龍和熱塑性聚酯等。填充復合型屏蔽材料具有一次加工成形、加工工藝過程短、便于批量生產的優勢。影響該類材料屏蔽效果的因素比較復雜，包括導電填料和基體的性質、形態，導電填料在塑料基體中的填充量和分散程度以及復合工藝技術等。3.填充復合型屏蔽材料77第二章電子產品的防護4.導電涂料類屏蔽材料導電涂料是一種功能性涂料。根據其組成和導電機理不同，導電涂料可以分為本征型導電涂料和摻合型導電涂料兩類。本征型導電涂料是以本征導電聚合物為成膜物質所制成的導電涂料，由于這些導電聚合物難溶、難熔，加工困難，僅限于實驗室研究，離實際應用尚有一定距離。導電涂料最大的優點是成本低、簡單實用、適用面廣。78第二章電子產品的防護其他屏蔽材料有發泡金屬屏蔽材料、納米屏蔽材料及本征導電高分子材料等。發泡金屬屏蔽材料是由金屬骨架和連通的空洞組成的多孔材料，主要使用的發泡金屬有金屬鎳、鎳銅和鋁等，其原理是電磁波在空洞中發生多次反射和吸收損耗，從而達到屏蔽的目的。納米屏蔽材料借助納米材料特殊的表面效應和體積效應，與其他材料復合可望獲得新型的屏蔽材料。本征導電高分子材料是依靠高分子材料本身良好的導電性，以達到電磁屏蔽的目的。5.其他屏蔽材料79第二章電子產品的防護饋線指一切載流導線。設備中的饋線（電纜）是接收干擾和輻射干擾的最直接天線。干擾主要通過饋線進出設備。抑制或消除饋線接收干擾和輻射干擾的主要手段有饋線的隔離、濾波和屏蔽。五、抑制饋線干擾的方法1.隔離（1）干擾線路和其他線路盡可能不平行排列，若必須平行，導線間距與導線直徑之比應不小于40，導線間距應盡可能大些，并且平行部分的長度越小越好。（2）敏感線路與一般線路若平行排列，其間距應大于50mm。80第二章電子產品的防護（3）電源饋線中的交流饋線和直流饋線必須隔離，當平行排列時，其間距應大于50mm。（4）高頻導線是對其他線路干擾最大的線路，一般都要屏蔽。當導線長度較小時，可以不屏蔽，但必須與其他線路隔離。（5）有些脈沖線路的脈沖功率較大（如雷達調制器的脈沖線路），會對其他線路構成嚴重干擾，應按干擾線路對待；電平較低、功率較小的脈沖電路（如數字電路）可按一般線路處理；當電平很低時，原則上按敏感電路對待，也可以根據具體情況處理。（6）受干擾影響大的設備由獨立電源供電，單獨布設饋電線路。81第二章電子產品的防護（1）濾波電路（2）EMI信號濾波器在導線上使用EMI信號濾波器是解決高頻電磁干擾輻射和接收的有效方法。EMI信號濾波器按安裝方式和外形可分為線路板安裝濾波器、貫通濾波器和連接器濾波器三種。從電路形式上分，有單個電容式、單個電感式、L形、Π形等。濾波器的元件越多，從通帶到阻帶的過渡帶越窄。對于民用設備，使用單個電容式或單個電感式就可以滿足要求。2.濾波

82第二章電子產品的防護使用屏蔽導線（電纜）能夠有效地減小導線（電纜）的電磁輻射干擾和接收電磁干擾。高頻導線的屏蔽，通常是在其外面套上一層金屬絲的編織物。3.屏蔽

83第二章電子產品的防護中心高頻導線為芯線（內導體），套在外面的金屬編織物為隔離皮（屏蔽層），為防止芯線與隔離皮短路，在它們之間襯有絕緣材料，這種導線稱為同軸射頻電纜，如圖所示。（1）高頻、高電平的屏蔽。（2）高頻、低電平的屏蔽。（3）電纜連接器的屏蔽及應用。84第二章電子產品的防護多芯同軸電纜連接器的結構如圖所示，它由多根電纜（屏蔽的或不屏蔽的）穿過同一連接器，并保持每根屏蔽電纜單獨屏蔽，每根電纜的屏蔽層應各自單獨接地。連接器的屏蔽外殼應做可靠的接地處理。（4）電纜選用的一般原則1）外部電源線路，如220V交流和28V直流供電線，一般可用未屏蔽的導線，但當電源本身產生較大的干擾時，如未濾波的變流器、交流發電機或整流器，應選用屏蔽導線，并且電源線的每組線對自身應該扭絞。2）饋線電路一般選用同軸電纜或波導做信號傳輸線。在100kHz以下，可用屏蔽扭絞電纜、多層屏蔽電纜或磁屏蔽電纜作為天線信號傳輸線。85第二章電子產品的防護3）控制電路和中等電平電路宜用屏蔽扭絞電纜作為信號傳輸線。4）數字電路信號傳輸線一般傳輸脈沖信號，頻帶較寬，易干擾其他電路，可用屏蔽扭絞電纜作為信號傳輸線。5）低頻、低電平電路對高、低頻電磁場都極為敏感，可用屏蔽扭絞電纜作為信號傳輸線。86第二章電子產品的防護六、接地的目的、地線中的干擾及抑制措施87第二章電子產品的防護1.接地的目的為了構成電信號的通路，防止設備外殼帶電而造成人身傷害，一般電子產品的機架、外殼、插件、插箱、底板等都與地相連。為監測某一電路元件的電壓降是否標準所設定的接地點（參考點），則專稱為“懸浮地”。接地符號如圖所示。88第二章電子產品的防護2.地線中的干擾和抑制

若設備的地線設置不好，會影響其電磁兼容性，造成地線干擾，主要表現為地阻抗干擾和地環路干擾。（1）地阻抗干擾和抑制