并要使屏蔽罩有足够的厚度
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1. 屏蔽体必须是良导体(金、银、铜、铝等);
2. 必须有良好的接地。
§5.1.4 低频磁场屏蔽
1、屏蔽恒定磁场或变化 缓慢(100kHz以下) 的交变磁场。 2、屏蔽体:高磁导率 材料[例如:硅钢片、 铁板(网)、坡莫合金
(含镍45~80 %,
少量钼、铜、 铬、钒、锰……) 3、屏蔽原理:利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分路。
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4、被动屏蔽:屏蔽敏感设备, 原理上导体壳可以不接地, 实际上一般也接地,如右图所示。 原理:空腔屏蔽导体是等位体, 其内部场强为0,不会出现电力线, 从而实现静电屏蔽。 外部存在电力线且终止在屏蔽体上 不接地,导体上的缝隙,孔 洞都可能引起电力 线的泄漏,降低屏 蔽效果。 接地,导体壳内、外静电位都为0,可防止电力线的 泄漏,提高屏蔽效果。
3、主动屏蔽:屏蔽干扰源,导体壳接地。如右图所示 原理: ⑴、对于静电场:B电位为0, 外表面没有电荷分布……, 屏蔽是完全的。 ⑵、A所带的电荷变化时(变化缓 慢的交变电场),接地线中出 现电流,这时: ① B外表出现电荷分布, ② 接地电阻不可能完全为0,B的 电位也不为零, ∴ B外仍有残留的电场,屏蔽是不完全的。
漏,采用双层屏蔽,可以提高屏蔽效果。
图5-7 低频磁场屏蔽 (a)线圈所产生的磁通主要沿屏蔽罩通过,即被限制在屏蔽体 内,从而使线圈周围的元件、电路和设备不受线圈磁场的影响或 骚扰。 (b)外界磁通将通过屏蔽体而很少进入屏蔽罩内,从而使外部 磁场不致骚扰屏蔽罩内的线圈。
使用铁磁材料作为屏蔽体时要注意下列问题: ①所用铁磁材料的磁导率u越高,屏蔽罩越厚(即s越大),则磁 阻Rm越小,磁屏蔽效果越好。 为了获得更好的磁屏蔽效果,需要选用高磁导率材料,并要 使屏蔽罩有足够的厚度,有时需用多层屏蔽。所以,效果良好的 铁磁屏蔽往往是既昂贵又笨重。 ②用铁磁材料作的屏蔽罩,在垂直磁力线方向不应开口或有缝隙。 因为若缝隙垂直于磁力线,则会切断磁力线,使磁阻增大,屏蔽 效果变差。 ③铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。因为高频时铁磁材料
2. 屏蔽的目的是:
1)采用屏蔽体包围电磁骚扰源,以抑制电磁骚扰源
对其周围空间存在的接受器的干扰; 2)采用屏蔽体包围接受器,以避免骚扰源对其干扰。
3. 屏蔽的关键点:
1)屏蔽材料的选择;
2)实际屏蔽体的设计。
§5.1 电磁屏蔽原理
§5.1.1 电磁屏蔽的类型
1.按采取屏蔽措施的对象分为: ① 主动屏蔽:把干扰源置于屏蔽体之内,防止电磁能量 和干扰信号泄漏到外部空间。 ② 被动屏蔽:把敏感设备置于屏蔽体内,使其不受外部 干扰的影响。 2、屏蔽按场的类型可分为 ① 电场屏蔽:静电屏蔽/交变电场屏蔽
内部存在空腔的导体,在静电场
中也具有上述性质。
1)把有空腔的导体置入静电场中, 由于空腔导体的内表面无静电荷,空 腔空间中也无电场,所以空腔导体起 了隔离外部静电场的作用,抑制了外 部静电场对空腔空间的骚扰。 2)空腔导体接地,见主动屏蔽
1、屏蔽静电场或变化缓慢的交变电场(例如工频电场, 高压带电作业的均压服) 2、屏蔽体:良导体壳(金属板、网) 3、主动屏蔽:屏蔽干扰源,导体壳接地。 只有将空腔屏蔽体接地,其外表面感应出的等量正电荷沿 接地导线泻放进入接地面,其产生的外部静电场就会消失, 才能将静电场源产生的电力线封闭在屏蔽体内部,屏蔽体才 能真正起到静电屏蔽的作用。
磁力线是连续闭合曲线,磁通构成的闭合回路,称为磁路。
磁路中两点间的磁阻
Rm
l
0 r S
空气μ0=1,屏蔽壳μr>103。
∴ Rm壳<<Rm空气,磁力线集中在屏蔽壳的壁内(聚磁作用), 磁通主要通过铁磁材料,而通过空气的磁通将大大减小,从而 起到磁场屏蔽效果。 磁屏蔽不可能把磁力线完全集中在屏蔽体内 ,总有一些泄
第五章 屏蔽理论及其应用
2011-03-14
电流-磁场-电场-感应电压.电流-寄生耦合骚扰
——导致不能正常工作,极为有害
频率>100kHz以上时,电路、元件的电磁
辐射能力增强,电气、电子设备或系统中就存
在着辐射电磁场的寄生耦合骚扰。
屏蔽——电磁兼容工程中广泛采用的抑制电磁骚扰的有效 方法之一。一般而言,凡是电磁骚扰都可以采用屏蔽的方法来 抑制。 1、 屏蔽的概念:屏蔽是防止辐射干扰的主要手段。 所谓屏蔽(Shielding)就是采用一定的技术手段(用导电 或导磁的材料制成的金属屏蔽体Shield),把电磁骚扰源限制 在一定的空间范围内,使骚扰源从屏蔽体的一面耦合或当其辐 射到另一面时受到抑制或衰减。
实际的空腔屏蔽体不可能是完全封闭的理想屏蔽体,如 不接地,就会引起外部电力线的入侵,造成直接或间接静 电耦合。为了防止这种现象,空腔屏蔽体仍需接地。 综上可见,静电屏蔽必须具有两个基本要点:
1. 完整的屏蔽导体;
2. 良好的接地。
5 (§5.1.3) 交变电场的屏蔽 骚扰源A和接受器B之间加入屏 蔽体S,如右图所示。交变电压源UA, 直接耦合电容C3很 小,可以忽略, jC1Z S 屏蔽体上的感应电压: US UA 1 jC1Z S
② 磁场屏蔽:静磁屏蔽ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ恒定磁场屏蔽)/交变磁场屏蔽
③ 电磁场屏蔽
§5.1.2 静电屏蔽
电磁场理论表面,置于静电场中的导体,在静电平衡的
条件下,具有下列性质:
①导体内部任何一点的电场为零; ②导体表面任何一点的电场强度 方向与该点的导体表面垂直; ③整个导体是一个等位体; ④导体内部没有静电荷存在, 电荷只能分布在导体的表面上。
jC2 Z B 接受器上的干扰电压: UB US 1 jC2 Z s Z B
要使UB减小,必须使C1、C2、ZS减小,只有使ZS=0,才能使 US=0,UB=0,即屏蔽体必须良好接地,才能提高屏蔽效果。
如果屏蔽导体没有接地或接地不良,那么接受器上的感应
骚扰电压比没有屏蔽导体时的骚扰电压还要大,此时骚扰比 不加屏蔽体时更为严重。( C1> Ce 、C2 > Ce ) 从以上分析可以看出,交变电场屏蔽的基本原理是: 采用接地良好的金属屏蔽体将骚扰源产生的交变电场限制 在一定的空间内,从而阻断了骚扰源至接受器的传输途径。 必须注意,交变电场屏蔽 要求: