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电磁屏蔽和电磁屏蔽效能及其影响因素

作者:启富塑胶 时间: 浏览:748

电磁能量传播的主要方式是电磁波。当高频电路在工作状态时会向外辐射电磁波,对邻近的其它设备产生电磁干扰;另外,空间中的各种电磁波也会对使用中的电路产生干扰作用,影响到使用的电路。

电磁屏蔽的作用就是切断电磁波的传播途径,从而消除这些干扰。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的大好处是不会影响电路的正常工作,因此不需要对电路做任何修改。

屏蔽效能

屏蔽体的有效性用屏蔽效能(SE)来度量。屏蔽效能的定义如下:SE=20lg(屏蔽前强度/屏蔽后强度) (dB)。

屏蔽前屏蔽后衰减量屏蔽效能
10.190%20dB
10.0199%40dB
10.00199.9%60dB
10.000199.99%80dB
10.0000199.999%100dB

一般民用产品机箱的屏蔽效能在40dB以下,军用设备机箱的屏蔽效能一般要达到60dB,信息安全保密领域设备的屏蔽机箱屏蔽效能则要达高达80dB以上。屏蔽室或屏蔽舱等往往要达到100dB。100dB以上的屏蔽体是很难制造的,成本也很高。启富塑胶的EMI屏蔽改性材料,在3mm厚度1.5GHz的检测条件下的屏蔽效能可达到100dB。电磁屏蔽材料通常选用体积电阻率而不是表面电阻率作为重要的指标。

屏蔽效能估算

穿过屏蔽体时电磁波会发生衰减,这是因为能量在穿过过程中有反射损耗和吸收损耗。

反射损耗是指电磁波射到不同材质的分界面时,就会发生反射(就像灯光一样),使得穿过界面的电磁能量产生减弱,而且电磁波穿过一层屏蔽体时要经过两个界面,因此要发生两次反射。

吸收损耗是指电磁波在屏蔽材料中传播过程中会有部分能量转换成热量,导致电磁能量损失。

影响屏蔽效能的因素

1.材料的导电性能和导磁性能越好,屏蔽效能越高;

2.高频时,吸收损耗是主要的屏蔽机理,并与辐射源是电场辐射源还是磁场辐射源关系不大;

3.低频时,吸收损耗很小,反射损耗高;

4.电场辐射源的屏蔽主要通过材料的反射损耗;而磁场辐射源的屏蔽主要依靠材料的吸收损耗,选用磁导率高的材料做屏蔽材料。

5.反射损耗与屏蔽体到辐射源的距离有关,对于电场辐射源,距离越近,则反射损耗越大;对于磁场辐射源,距离越近,则反射损耗越小;

6.屏蔽的难度依次为:电场波<平面波<磁场波。尤其是低频磁场(1KHz以下),很难屏蔽。对于低频磁场,要采用高导磁性材料,甚至采用高导电性材料和高导磁性材料复合起来的材料。

屏蔽体满足电磁屏蔽的基本原则

1.屏蔽体的导电连续性:整个屏蔽体必须是一个完整而连续的导电体。这一点很难实现,因为一个完全封闭的屏蔽体是没有使用价值的。一个实用的机箱上会有很多孔缝比如通风口、显示口、结合缝隙等,这些都会导致导电不连续。因此设计人员在设计时一定处理这些孔缝,否则则会影响屏蔽体的屏蔽效能。
2.不能有直接穿过屏蔽体的导体(危害更大):一旦有导线直接穿过屏蔽效能再高的屏蔽机箱,其屏蔽效能会损失60dB(99.9%)以上。实际机箱上总会有电缆穿过,至少有一条电源电缆存在,如果没有对这些电缆进行妥善的处理(屏蔽或滤波),这些电缆会极大的损坏屏蔽体。妥善处理这些电缆是屏蔽设计的重要内容之一。

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