1.2 屏蔽体的缝隙和开孔处理
典型值:λ/20。λ为频段中最高频率电磁波波长。
缝隙的长度和开孔的直径应小于λ/20,最好小于λ/100。
通风孔直径采用小圆孔,典型值Φ3。Φ3孔阵的打孔金属板在1GHz时,屏蔽效能在20dB左右。
缝隙处理。机箱至少是两个零件的组合体,盒体和盖板。而盒体和盖板之间一般情况下需要经常拆卸,不可能用焊接完全密封。要取得良好的屏蔽效能,必须使盒体和盖板间的接触电阻减至最小。
开孔处理:
机箱内设备功率较大时,通常需要布置通风孔,进行通风散热。通常做法为:
a、在不影响散热的情况下,通风孔应尽量小(典型值Φ3)。
b、通风孔位置应尽量远离干扰源。
c、显示窗和屏的处理。
按键的处理,示意图如下:
1.1.2 磁场屏蔽设计
磁场屏蔽通常指低频磁场(DC~100KHZ)。主要依赖高磁导率材料所具有的低磁阻,对磁通起着分路的作用,使屏蔽体内部的磁场大大减弱。
磁场屏蔽效能在理论上为:
SE = ( Rs + R0 )/Rs
式中 Rs :屏蔽体的磁阻;R0 :空气磁阻
磁阻 Rs = S / ( μA )
式中 S :磁路长度;A :此路截面积
对上述计算公式进行分析,提高屏蔽效能的主要措施有:
a、高磁导率的材料;
b、增加屏蔽体壁厚,即增加磁路的截面积;
屏蔽盒一般由板料用钣金工艺加工或冷冲成型,结构上难免含有接缝或通风、观察孔等。接缝和孔洞的存在都会引起屏蔽体磁阻的增加,降低屏蔽效能。
工程上常用措施如下:
a、屏蔽对象的选择。由于整体做低频磁屏蔽比较困难,所以一般选择对低频磁场干扰源进行屏蔽。比如开关电源、电感线圈等。
b、屏蔽材料的选择。镀锌钢板性价比较高,铍镆合金性能最好。在强磁场中需选用磁饱和性能较高的材料,如硅钢。
c、屏蔽体的接缝要与磁通流经方向尽可能平行,降低磁阻。下图为铁芯电源变压器的屏蔽盒示意图1-2。
接缝顺着漏磁通,泄漏减到最小。
图1-2
d、屏蔽盒上的通风孔应顺磁通方向。如下示意图1-3。
图1-3
e、接缝的连接工艺及结构对屏蔽效能影响也较大。一般接缝处盖板和盒体之间的重叠部分为9mm,点焊间距为12mm时,接缝对磁屏蔽效能的影响可以不予考虑。螺钉连接时,也应该有尽可能多的重叠和尽可能小的螺钉间距。示意图如下1-4。
图1-4
需要特别注意的一点是,铁磁性材料一般对机械应力较为敏感,因为机械应力的存在将使磁性材料的磁导率大大下降。磁屏蔽体必须在机械加工全部完成之后进行退火处理。
当屏蔽效能要求较高时,可以采用双层屏蔽结构。