《电子产品电磁兼容和安规设计》第5章PPT课件

静电场主动屏蔽
2.交变电场屏蔽
5.3.2磁场屏蔽 1.低频磁场屏蔽
磁场主动屏蔽和磁场被动屏蔽
2.高频磁场屏蔽
5.3.3电磁屏蔽
5.4屏蔽效能的计算
5.4.1 金属平板屏蔽效能的计算
屏蔽效能包括吸收损耗A、反射损耗R与多次反射 损耗B三部分组成。
下图是最常见的3种屏蔽体在厚出，金属屏 蔽体的吸收损耗与材料本身的特性密切相关。
(2)吸收频带尽可能的宽。
化学镀
化学镀的程序不应与常规的电镀混淆，电 镀需要用直流电流使金属镀覆。化学镀或 自动催化镀是化学镀覆均匀的固态金属涂 层，它将减小零件表面的微电池反应。
火焰喷涂
➢ 金属电弧喷涂，通常用来镀锌，它比导电 漆和箔屏蔽更有效。
➢ 金属电弧喷涂工艺为：在两条金属导线之 间产生电弧，将金属汽化，利用空气吹在 塑料基体上。当熔融金属的粒子撞击塑料 表面时，这些粒子因温度较高而将塑料表 面的塑料融化，金属离子流也被塑料表面 展平并被嵌入，冷却后，形成连续的金属 薄膜。
电磁辐射防护涂料包括：屏蔽涂料、 吸波涂料和屏蔽吸收型涂料。
屏蔽涂料
屏蔽涂料又称为导电涂料，根据其组成和导电机理 又可分为两大类：结构型导电涂料和掺杂型导电涂 料。 掺杂型导电涂料可大致分为三类：金属系和碳素系 及二者的结合系即复合系，
• 金属系导电涂料主要是以银、铜、镍等为填料的 涂料。
• 碳素系主要指以高导电性和高结构性碳黑做填料 的导电涂料，
• 复合系主要是以贵金属对金属粉末、非金属及金 属氧化物等粉末进行包裹后做填料的涂料。
吸波涂料
➢ 吸波涂料是能够吸收投射到它表面的电磁 波能量、并通过材料的损耗转变成热能的 一类材料。电磁波吸收材料的研究最早开 始于军事信息安全技术。
➢ 目前国内外正在研制和已经实用化的吸波 材料和吸波体主要有以下几种：
填料、粘合剂和导电润滑脂
影响选择填充物材料的3个因素是：①成本；②要求 导电填充物所占百分数：高百分数填充物不仅增加 设备的磨损，还影响模压件的表面光洁度和物理性 能；③纤维将按照处理时的熔液流动方向排列，而 使角形和截面变化区域的屏蔽不均匀性增加，同时 还会不定期地引起机械强度的损失。不同材料被用 作塑料中的导电填充物，包括铝粉和纤维、石墨、 不锈钢、镍粉和涂银玻璃珠。
第5章 屏蔽技术
5.1 电磁屏蔽原理
为了保证电设备的正常工作，需要对电 磁波辐射进行控制，在通常采取的技术中， 比较有效的技术均是基于以下3项技术的： n 一是优化电路设计技术；
n 二是配线分离技术(该技术包括线路板设计的 相关技术)；
n 三是屏蔽技术。
电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控 制电磁干扰由一个区域向另一个区域感应 和辐射传播的方法。
n 电场屏蔽又分为静电屏蔽和交变电场屏蔽
n 磁场屏蔽又分为低频磁场屏蔽和高频磁场 屏蔽
5.3.1 电场屏蔽
1.静电场屏蔽
静电干扰分为静电场感应产生的干扰和静磁 场耦合产生的干扰。它们都可以用屏蔽方法来抑 制。
静电场主动屏蔽
设在带正电荷的导体A附近有导体B，则导体
B靠近导体A时，A的一侧将会由于静电感应而带
π
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏 蔽，电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量：
SE = 20lg(E1/E2)dB或 SE = 20lg(H 1/H2)dB
其中E1为屏蔽前的场强 ，E2为屏蔽后 的场强，Ｈ1为屏蔽前的磁场强度，Ｈ2为屏 蔽后的磁场强度。
5.3 电磁屏蔽的类型
电磁屏蔽一般分为：电场屏蔽、磁场 屏蔽、电磁屏蔽。
金属屏蔽体的反射损耗不仅与材料本身的特 性(电导率、磁导率)有关，而且与金属屏蔽体 所在的位置有关，还与场源特性有关。
5.5 电磁屏蔽材料
覆膜类电磁屏蔽材料与工艺
在机箱内外壁上覆盖一种或多种具有导 电导磁的电磁波屏蔽膜，是对设备进行屏 蔽的一个非常重要的方法。其主要手段有： 涂覆导电导磁涂料、金属溅射、真空镀铝、 电镀、化学镀以及粘贴金属箔或复合箔等。
负电。如果用金属屏蔽体将导体A包围起来，此时
在屏蔽体的内侧就感应出与导体A等量的负电荷，
在外侧出现等量的正电荷，电力线继续到达导体B，
而且使感应电场更为复杂；如若将金属屏蔽体接
地，使屏蔽体的外侧电场消失，导体B就不会受到
感应干扰。这就是静电屏蔽的原理。
静电屏蔽应具有两个基本要点，即完善的 屏蔽体和良好的接地。
胶箔和胶带
在机壳的实际应用时，有时需要改变机壳的等效形 状，此时可采用背胶金属箔来实现屏蔽。背胶金属 箔主要用于塑料的表面。然而，此项技术存在两个 固有的问题： (1)生产时，必须手工在基体易损的表面上安放箔 片； (2)由于两基体连接时，两基体的材质和过度区的形 状很少能够完全吻合，特别是在覆盖复杂的圆角 时，这一问题尤其突出。
• 单层结构：表现为复合材料的单涂层和单 层吸收体。
• 多层结构：由透波层、阻抗匹配层、吸收 层以及反射背衬等组成。设计中经常要用 到入射波与反射波相互抵消技术，此时虽 然会出现相应的吸收峰但其吸收带宽受到 影响。
➢ 从理论上来讲EMC技术对电磁波吸收材料的 基本要求有两点：
(1)无反射(即完全吸收)；
电磁屏蔽的机理是电磁感应现象。在 外界交变电磁场作用下，通过电磁感应屏 蔽壳体内产生感应电流，而这感应电流在 屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反 的电磁场，从而抵消了外界电磁场对屏蔽 体内电路的影响，产生了屏蔽效果。
5.2 屏蔽效能
电场强度与磁场强度之比称为波阻抗。 对于任何已知电磁波，波阻抗是一个十分 关键的参数，因为它决定了耦合效率，也 决定了导体的屏蔽效能。
• 铁氧体系列吸波材料(镍锌铁氧体、锰锌铁 氧体、钡铁氧体等)。
• 微粉吸波材料。
• 多晶铁磁性金属纤维。
• 希克夫盐基视黄脂。
• 电介质陶瓷吸波材料。
• 导电高分子材料
• 手性吸波材料
实际应用中一般较少采用单一的材料做吸 收体，并很少直接使用，而是采用电磁波 吸收体的形式。
➢ 电磁波吸收体是为了取得最佳电磁波吸收 效果而结构化的电磁波吸收材料，它可以 以商品的形式出现。目前已获得实用化的 吸收体结构有：