电磁兼容技术(第三章)PPT课件

圆孔
Hh为内部磁场强度 Ho为外部磁场强度
F内 外
个数
q
q为圆孔面积（越小越好）
Hh Ho
F为整个面积（越大越好）
长孔：
Tn
'
4n(kq')3/2 F
q ' ab
b 1 a
若
b 5 a
k b2
a
1
b 2aln 0.63b
或查表
a
屏蔽效果：衰减量S
[设Tt（穿过壳），Tn（穿过孔） 同相，同向]
屏蔽体产生涡流→（高频）磁场耦合干扰
接地的屏蔽体→电场耦合干扰
金属屏蔽体→电磁场耦合干扰
金属外壳的屏蔽作用
金属外壳的确可以具有“综合”屏蔽效果； 但是在实际中，其效果却会受到很多限制；
缝隙
电源 线
显示窗
调节旋钮
电缆插座
通风口
键盘 指示灯
接缝及开孔
用屏蔽板隔开，涉及接缝 开孔问题。
f高 接缝：卷焊，点焊注意间隔。
0电位
➢电位参考点可以方便系统分析和工作。 ➢作为电位参考点，本质上并不要求它与“大地”同 电位。
➢如用于分析问题，则没有任何要求。
➢用于系统互联，只要求电位相同。
为了保证人身和设备的安全
M
AC
安全接地通过将设备的危险部位接到安全电位上， 达到保证人身和设备的安全的目的。
安全接地的要求
1、要求接到安全电位（大多数情况下是大地电位）； 2、要求接地可靠； 3、主要考虑防止工频危险电压的危害； 4、如果一个系统可以保证不对人身设备产生触电危 害，可以不进行安全接地；
b、对于不接“大地”的系统，情况又怎样呢？
浮地系统的电磁兼容
所谓“浮地系统”，就是其“地”与其它系统的地不 直接连接的系统，包括与大地隔离、与安全接地隔离
等等。
A
B
电磁兼容目的的接地怎样实现？ 关键是电场屏蔽
A
B
将系统的电位参考点与屏蔽层相连，使两者等电位； 在噪声电场的作用下，屏蔽层的电位受到干扰； 屏蔽层导电性能的提高可以减小各处电位的差异； 在屏蔽层“均匀”噪声电场的“干扰”下，内部的电路 受到“相同”的影响； 相同的影响则很容易消除，从而达到抗干扰的目的；
电磁兼容领域的接地
1、电磁兼容领域的电场屏蔽，要求良好“接大地”；
2、不仅考虑直流和低频电场的屏蔽，更重要的是高 频电场的屏蔽；
3、如果不在一点接地，或者是接地线较长，系统内 不同部分之间的“地”电位可能存在差异，从而影 响EMC的效果，甚至会产生公共阻抗干扰。
实现电磁兼容目的的“接地”
a、对于真正接“大地”的系统，可以利用一个 “接地”完成三种接地的目的（电位参考、安全和 EMC），而且可以利用同一个金属外壳完成三种屏 蔽效果；
电 场 利用接地的导电屏蔽体 屏 对噪声电场进行屏蔽 蔽
高导电性
屏蔽体要求良好接地； 高频噪声干扰要求屏蔽体完整；
电
磁 场 屏
利用金属材料对电磁波 进行反射和吸收
蔽
与材料特性密切相关； 要求屏蔽体有一定的厚度； 要求屏蔽体完整； 屏蔽体的表面影响效果；
如果用具有良好导电性能的金属材料，将系统包围起 来，并将金属材料良好接地，就形成了一种能够同时 对付磁场耦合干扰、电场耦合干扰和电磁场耦合干扰 的“综合”屏蔽技术。
屏蔽线的电磁兼容
屏蔽线：由芯线和屏蔽层组成
电缆的一点接地（屏蔽电缆） 1.电容性耦合
Vn
电缆受外界干扰产生感应
电压Vs进而产生干扰电压
v
Vs Vn。若不接地Vn＝Vs，
接地后Vn＝0。
2.电感性耦合
Vn M
～ Vs
（芯线） 中心线
屏蔽体
Rs
（外皮）
c
Rs Ls
－电感的特征频率
可以证明：
VN
j jRs /Ls
滤波器
隔离舱
滤波器
操作器件的处理
贯通导体的处理
屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法
§2 电磁兼容领域的接地技术
“接地”都有哪些具体的含义？ 1、作为系统的电位参考点（零电位点）； 2、为了保证人身和设备的安全的安全接地； 3、电磁兼容领域为了确保电场屏蔽的效果；
作为系统的电位参考点（零电位点）
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B
0电位
Vs
VN
1
1 (c
)2
Vs
三种情况
VN 1
Vs
① ω＝0 VN →0
3dB 0.707
② ω＝ ωc
屏蔽体缝隙处电磁场的泄漏
电磁场会从 缝隙处泄漏
屏蔽体
缝隙处的处理
电磁密封衬垫 缝隙
电磁密封衬垫的种类
• 金属丝网衬垫(带橡胶芯的和空心的) •导电橡胶(不同导电填充物的) •指形簧片(不同表面涂覆层的) •螺旋管衬垫(不锈钢的和镀锡铍铜的) •导电布
指形簧片
螺旋管电磁密封衬垫
电磁密封衬垫的主要参数
课堂讨论：三种屏蔽的特点和区别
从机理、对屏蔽材料的要求、屏蔽体的 特点、导电性要求、屏蔽体表面连续性、 接地等方面进行比较。
机理
屏蔽体
特点
磁 场 屏 蔽
高导磁材料对磁场屏蔽；
利用涡流产生的磁场对 高磁导率
噪声磁场进行屏蔽；
高导电性
要求导磁屏蔽体有一定的厚度； 要求导电屏蔽体有良好的导电性； 要求屏蔽体完整；
第三章 屏蔽与接地
1、电磁兼容领域的屏蔽技术 2、电磁兼容领域的接地技术
§1 电磁兼容领域的屏蔽技术
✓我们已经接触了三种不同的屏蔽，分别是磁场屏蔽、 电场屏蔽和电磁场屏蔽； ✓三种屏蔽可以分别用于对付三种不同的干扰；
磁场屏蔽对付电感耦合干扰； 电场屏蔽对付电容耦合干扰； 电磁场屏蔽对付电磁场耦合干扰；
➢ 屏蔽效能 (关系到总体屏蔽效能) ➢ 回弹力（关系到盖板的刚度和螺钉间距） ➢ 最小密封压力（关系到最小压缩量） ➢ 最大形变量（关系到最大压缩量） ➢ 压缩永久形变（关系到允许盖板开关次数） ➢ 电化学相容性（关系到屏蔽效能的稳定性）
电磁密封衬垫的安装方法
绝缘漆
环境密封
显示窗/器件的处理
屏蔽窗
S 20lg 1
Tt
Tt Tn
Tn
Tt
通风口的处理
穿孔金属板
100个4mm孔 比单个降20db (间距<λ/2) 降低与孔数平 方根成正比
截止波导通风板
截止波导管
损 耗
截止区
截止频率
fc
频率
频率低的电磁波损耗很大！频率高的电磁波能通过波 导管，工作在截止区的波导管叫截止波导。
截止波导管的损耗
d/g=4/1,可供>100dB
f高 MCU
卷焊
点焊间隔<λ/20
开孔：开盖，位置，方向，尺寸，形状， 开盖要密封（导电）。
开孔 正确
开孔 错误
铁 磁 开孔 材 错误 料
开孔 正确
防止灰尘 进入
导 电 材 料
开孔尽量是小孔圆孔，所控制波的波长的1/5。（直径或a、
b） 传输系数 ：
Tn
Hh Ho
圆孔：
Tn
4n( q)3/2 F