设备外壳EMC如何进行屏蔽?

   2023-04-17 电子说8210
核心提示:1. 屏蔽的商业必要性首先提出一个重要概念:一个项目在计划阶段就要考虑屏蔽问题,这样花费在屏蔽措施上的成本才会最低,若等到问题暴露出来再去查漏补缺,往往需要付出相当大的代价。屏蔽措施往往带来费用和仪器重

1. 屏蔽的商业必要性

首先提出一个重要概念:一个项目在计划阶段就要考虑屏蔽问题,这样花费在屏蔽措施上的成本才会最低,若等到问题暴露出来再去查漏补缺,往往需要付出相当大的代价。屏蔽措施往往带来费用和仪器重量的增加,若能以其他EMC方式加以解决,就尽量减少屏,(言下之意屏蔽是最后一招)。

对于PCB应注意以下两点:

使导线及元器件尽量靠近一块大的金属板(这个金属板不是指屏蔽体)

使电气部件及线路尽量靠近地层(减少层间信号的电磁干扰、地层可以吸收部分干扰 )这样,即使是需要加屏蔽,也可以降低对屏蔽效能(SE shiedling effectiveness)的需求。

2. 屏蔽的概念

屏蔽相当于一个滤波器,放置于电磁波的传播路径上,对其中的一部分频段形成高阻抗。阻抗比越大,屏蔽效能越好。

对于一般金属,0.5mm的厚度就能对1MHz的电磁波产生较好的屏蔽效果,对100MHz能有非常好的屏蔽效果,问题在于薄层金属屏蔽对1MHz以下或孔隙来说,屏蔽效果就不行了,本文重点介绍这方面

3. 大的间距、矩形屏蔽会更好

电路之间、屏蔽之间更大的间距能够减少相互干扰;

矩形(或不规则)的屏蔽外形,能够尽量避免频率共振;正方形的外壳往往容易引起共振;

但总的来说,电路板一般位于屏蔽体内,其元器件、线路等都会改变预期的共振频率点,所以不必太操心。

4. 趋肤效应

趋肤深度:工程上定义从表面到电流密度下降到表面电流密度的0.368(即1/e)的厚度为趋肤深度或穿透深度。

式中:

μ-导线材料的磁导率;

γ=1/ρ-材料的电导率;

k-材料电导率(或电阻率)温度系数;

上图:不同频率下三种金属的趋肤效应深度(频率越高,深度越浅,越趋肤);趋肤效应以传导的角度看,是希望趋肤深度深的,那表示导线的利用率高;但是对于屏蔽,是希望趋肤深度浅的,这样就能以较薄的金属屏蔽更多的电磁频段;50Hz的趋肤深度5~15mm,很难屏蔽……

用于屏蔽的金属应有良好的导电及导磁性能,厚度根据干扰的最低频率所产生的趋肤深度来定。一般1mm的低碳钢板或者1μm的镀锌层就能满足一般的应用。(这也是实际中常看到机箱壁上镀锌的原因)

 
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