《电磁屏蔽技术》PPT课件
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如:长为l 、横截面为 S 的一段屏蔽材料,则其磁阻为
磁压降: U m Hl
磁通:BSHS
磁阻:
Rm
Um
l
S
Um
H
电磁屏蔽技术
(1) 圆柱形腔的磁屏蔽效能
内半径为a 、外半径为b,磁导率为 ,外加均匀磁场 H 0
方法:磁标位U m
U m 的方程
2U m1 r r(r U rm)r1 2 2 U 2 m0
外磁场 H 0 的磁标位 Um0H0rcos
r<a
Um1A1rcos
arb Um2 (A2rBr2)cos
rb
Um3(H0rBr3)cos
b
a
H0
电磁屏蔽技术
边界条件:
r a时,Um1 Um2
0
Um1 r
Um2
r
r b 时,Um2 Um3
解得:A1b2(r 41)2rb2aH 20(r 1)2
Um2
电磁屏蔽技术
电场屏蔽 • 电场屏蔽的作用:防止两个设备(元件、部件)间的电容性
耦合干扰 • 分类:静电屏蔽、低频交变电场屏蔽 1. 静电屏蔽 • 原理:静电平衡 • 要求:完整的屏蔽导体和良好接地
电磁屏蔽技术
2. 低频交变电场屏蔽 目的:抑制低频电容性耦合干扰 分析方法:应用电路理论分析
(1)未加屏蔽 UN0C C SR S0 R0 U C SR1C U RS /CSR0
H 1 U m 1exb 2(r 4 1 )2 rb 2 a H 20 (r 1 )2exH 1
电磁屏蔽技术
屏蔽效能
S E 2 0 lgH 0 2 0 lg(r 2 1 )(p 1 ) 2r(p 1 )
H 1
4rp p b2 / a2
若 r , 1则
S E 2 0 lgr (p 1 ) 2 (p 1 ) 2 0 lgr ( 1 1 /p ) 2 ( 1 1 /p )
电磁屏蔽技术
磁场屏蔽 1.原理 • 低频磁场屏蔽(f < 100kHz)
利用高导磁率的铁磁材料(如 铁、硅钢片、坡莫合金),对干扰 磁场进行分路。
• 高频磁场屏蔽
利用低电阻的良导体中形 成的涡电流产生反向磁通抑 制入射磁场。
反磁场 高频磁场
涡流 金属板
电磁屏蔽技术
2.屏蔽效能计算 • 解析方法:圆柱腔、球壳的屏蔽效能计算 • 近似方法:应用磁路的方法。
4 p
4
令 t b、a R(ab)/2 ,若t~0,即 a2 b2 R2
则 S E 2 0 lg 4 r ( 2 4 R t/a 2 ) 2 0 lg ( 1 2 r a R 2 t) 2 0 lg ( 1 2 R r t)
电磁屏蔽技术
• 球形腔体的屏蔽效能 SE20lg(12rt)
UpC1C3C C 21C URS/(C2CR)
Up US
UN1C C 22 UC PR
UP 1CR/C2
UN1C C 22 U C SR1C1R/C2US
(2)屏蔽体接地
C3
U N1 0
C1 S US ~
CSR1
C2 R
CR
UN1
屏蔽体接地
电磁屏蔽技术
(3)屏蔽体接地时,CSR1的影响
CSR
S US ~
CSR0 R
CR
UN0
未加屏蔽的耦合
CSR1
C1 S
C2 R
US ~ Up
CR C3
加屏蔽的耦合
(2) 加屏蔽(忽略CSR1的影响)
UN1
UpC1C3C C 21C URS/(C2CR)
UN1C C 22 UC PR
UP 1CR/C2
电磁屏蔽技术
讨论:(1)屏蔽体不接地,若 C3 C1、 C 2C R/(C 2C R)C 1
3R
• 非球形腔体的屏蔽效能
SE20lg(12rt)
3Rc
等效半径:
Rc
3
3V
4
0.623 V
(V——屏蔽体的体积)
电磁屏蔽技术
例:长方体屏蔽盒尺寸为:150200200m m 3 、壁厚 t 2mm。
电磁屏蔽技术
电磁干扰抑制的屏蔽技术
概述 电屏蔽 磁屏蔽 电磁屏蔽 孔缝对屏蔽效能的影响 电磁密封处理 屏蔽设计要点
电磁屏蔽技术
概述 1. 屏蔽的含义:
• 用导电或导磁材料制成的屏蔽体将 电磁干扰能量限制在一定范围内。
电子设备
2. 目的: • 限制内部能量泄漏出内部区域 (主动屏蔽) • 防止外来的干扰能量进入某一区域(被动屏蔽)
3. 原理: • 二次场理论(一次场作用下,产生极化、磁化形成二次场); • 反射衰减理论
电磁屏蔽技术
4. 屏蔽的分类(按工作原理)
• 电场屏蔽:静电屏蔽、低频交变电场屏蔽(利用良好接地 的金属导体制作)
• 磁场屏蔽:静磁屏蔽、低频交变磁场屏蔽(利用高导磁率 材料构成低磁阻通路)
• 电磁屏蔽:用于高频电磁场的屏蔽(利用反射和衰减来隔 离电磁场的耦合)
电磁屏蔽技术
衰减量与屏蔽效能的关系
无屏蔽场强 10 100
1000 10000 100000 1000000
有屏蔽场强 1 1 1 1 1 1
屏蔽效能 SE(dB) 20 40 60 80 100 120
电磁屏蔽技术
屏蔽效能的要求
机箱类型 民用产品 军用设备 TEMPEST设备 屏蔽室、屏蔽舱
屏蔽效能 SE(dB) 40以下 60 80 100以上
UN1C2 C C SR R 1U SCSR1C C 2SR 1U C SR
US ~
C2 CR 等效电路
UNP
• 屏蔽效能: SE(dB) 20lg UN0 UN1
电磁屏蔽技术
电场屏蔽的设计要点 • 屏蔽体的材料以良导体为好,对厚度无什么要求 • 屏蔽体的形状对屏蔽效能有明显的影响 • 屏蔽体要靠近受保护的设备 • 屏蔽体要有良好的接地
r
0
Um3 r
A2b2(r2 (1r)21)ab22(H 0 r 1)2
B2b2(2r(r1)21)aa22b(2H r01)2
B3b(2(r2r11))(2a 2 a2 b(2)br2H 1)02ห้องสมุดไป่ตู้
故
U m 1 b 2 (r 4 1 ) 2 r b 2 a H 2 0 (r 1 ) 2 r c o s b 2 (r 4 1 ) 2 r b 2 U a 2 m ( 0r 1 ) 2
电磁屏蔽技术
5. 屏蔽效能( SE ) 屏蔽效能:屏蔽体的性质的定量评价。
定义:
电屏蔽效能
SE E0 或
磁屏蔽效能
E1
SE(dB) 20logE0 E1
S E H 0 或 SE(dB)20logH0
H1
H1
E0、H0 —— 未加屏蔽时空间中某点的电(磁)场;
E1、H1—— 加屏蔽后空间中该点的电(磁)场;
磁压降: U m Hl
磁通:BSHS
磁阻:
Rm
Um
l
S
Um
H
电磁屏蔽技术
(1) 圆柱形腔的磁屏蔽效能
内半径为a 、外半径为b,磁导率为 ,外加均匀磁场 H 0
方法:磁标位U m
U m 的方程
2U m1 r r(r U rm)r1 2 2 U 2 m0
外磁场 H 0 的磁标位 Um0H0rcos
r<a
Um1A1rcos
arb Um2 (A2rBr2)cos
rb
Um3(H0rBr3)cos
b
a
H0
电磁屏蔽技术
边界条件:
r a时,Um1 Um2
0
Um1 r
Um2
r
r b 时,Um2 Um3
解得:A1b2(r 41)2rb2aH 20(r 1)2
Um2
电磁屏蔽技术
电场屏蔽 • 电场屏蔽的作用:防止两个设备(元件、部件)间的电容性
耦合干扰 • 分类:静电屏蔽、低频交变电场屏蔽 1. 静电屏蔽 • 原理:静电平衡 • 要求:完整的屏蔽导体和良好接地
电磁屏蔽技术
2. 低频交变电场屏蔽 目的:抑制低频电容性耦合干扰 分析方法:应用电路理论分析
(1)未加屏蔽 UN0C C SR S0 R0 U C SR1C U RS /CSR0
H 1 U m 1exb 2(r 4 1 )2 rb 2 a H 20 (r 1 )2exH 1
电磁屏蔽技术
屏蔽效能
S E 2 0 lgH 0 2 0 lg(r 2 1 )(p 1 ) 2r(p 1 )
H 1
4rp p b2 / a2
若 r , 1则
S E 2 0 lgr (p 1 ) 2 (p 1 ) 2 0 lgr ( 1 1 /p ) 2 ( 1 1 /p )
电磁屏蔽技术
磁场屏蔽 1.原理 • 低频磁场屏蔽(f < 100kHz)
利用高导磁率的铁磁材料(如 铁、硅钢片、坡莫合金),对干扰 磁场进行分路。
• 高频磁场屏蔽
利用低电阻的良导体中形 成的涡电流产生反向磁通抑 制入射磁场。
反磁场 高频磁场
涡流 金属板
电磁屏蔽技术
2.屏蔽效能计算 • 解析方法:圆柱腔、球壳的屏蔽效能计算 • 近似方法:应用磁路的方法。
4 p
4
令 t b、a R(ab)/2 ,若t~0,即 a2 b2 R2
则 S E 2 0 lg 4 r ( 2 4 R t/a 2 ) 2 0 lg ( 1 2 r a R 2 t) 2 0 lg ( 1 2 R r t)
电磁屏蔽技术
• 球形腔体的屏蔽效能 SE20lg(12rt)
UpC1C3C C 21C URS/(C2CR)
Up US
UN1C C 22 UC PR
UP 1CR/C2
UN1C C 22 U C SR1C1R/C2US
(2)屏蔽体接地
C3
U N1 0
C1 S US ~
CSR1
C2 R
CR
UN1
屏蔽体接地
电磁屏蔽技术
(3)屏蔽体接地时,CSR1的影响
CSR
S US ~
CSR0 R
CR
UN0
未加屏蔽的耦合
CSR1
C1 S
C2 R
US ~ Up
CR C3
加屏蔽的耦合
(2) 加屏蔽(忽略CSR1的影响)
UN1
UpC1C3C C 21C URS/(C2CR)
UN1C C 22 UC PR
UP 1CR/C2
电磁屏蔽技术
讨论:(1)屏蔽体不接地,若 C3 C1、 C 2C R/(C 2C R)C 1
3R
• 非球形腔体的屏蔽效能
SE20lg(12rt)
3Rc
等效半径:
Rc
3
3V
4
0.623 V
(V——屏蔽体的体积)
电磁屏蔽技术
例:长方体屏蔽盒尺寸为:150200200m m 3 、壁厚 t 2mm。
电磁屏蔽技术
电磁干扰抑制的屏蔽技术
概述 电屏蔽 磁屏蔽 电磁屏蔽 孔缝对屏蔽效能的影响 电磁密封处理 屏蔽设计要点
电磁屏蔽技术
概述 1. 屏蔽的含义:
• 用导电或导磁材料制成的屏蔽体将 电磁干扰能量限制在一定范围内。
电子设备
2. 目的: • 限制内部能量泄漏出内部区域 (主动屏蔽) • 防止外来的干扰能量进入某一区域(被动屏蔽)
3. 原理: • 二次场理论(一次场作用下,产生极化、磁化形成二次场); • 反射衰减理论
电磁屏蔽技术
4. 屏蔽的分类(按工作原理)
• 电场屏蔽:静电屏蔽、低频交变电场屏蔽(利用良好接地 的金属导体制作)
• 磁场屏蔽:静磁屏蔽、低频交变磁场屏蔽(利用高导磁率 材料构成低磁阻通路)
• 电磁屏蔽:用于高频电磁场的屏蔽(利用反射和衰减来隔 离电磁场的耦合)
电磁屏蔽技术
衰减量与屏蔽效能的关系
无屏蔽场强 10 100
1000 10000 100000 1000000
有屏蔽场强 1 1 1 1 1 1
屏蔽效能 SE(dB) 20 40 60 80 100 120
电磁屏蔽技术
屏蔽效能的要求
机箱类型 民用产品 军用设备 TEMPEST设备 屏蔽室、屏蔽舱
屏蔽效能 SE(dB) 40以下 60 80 100以上
UN1C2 C C SR R 1U SCSR1C C 2SR 1U C SR
US ~
C2 CR 等效电路
UNP
• 屏蔽效能: SE(dB) 20lg UN0 UN1
电磁屏蔽技术
电场屏蔽的设计要点 • 屏蔽体的材料以良导体为好,对厚度无什么要求 • 屏蔽体的形状对屏蔽效能有明显的影响 • 屏蔽体要靠近受保护的设备 • 屏蔽体要有良好的接地
r
0
Um3 r
A2b2(r2 (1r)21)ab22(H 0 r 1)2
B2b2(2r(r1)21)aa22b(2H r01)2
B3b(2(r2r11))(2a 2 a2 b(2)br2H 1)02ห้องสมุดไป่ตู้
故
U m 1 b 2 (r 4 1 ) 2 r b 2 a H 2 0 (r 1 ) 2 r c o s b 2 (r 4 1 ) 2 r b 2 U a 2 m ( 0r 1 ) 2
电磁屏蔽技术
5. 屏蔽效能( SE ) 屏蔽效能:屏蔽体的性质的定量评价。
定义:
电屏蔽效能
SE E0 或
磁屏蔽效能
E1
SE(dB) 20logE0 E1
S E H 0 或 SE(dB)20logH0
H1
H1
E0、H0 —— 未加屏蔽时空间中某点的电(磁)场;
E1、H1—— 加屏蔽后空间中该点的电(磁)场;