电磁屏蔽技术在电子设备上的应用

总第１３６期　电磁屏蔽技术在电子设备上的应用　刘李平　，侯（１．太原理工大学，山西太原摘煜　０３００２４）　０３００２４；２．中国电子科技集团第Ｚ－研究所，山西太原要：在煤矿的生产『｛】，有许多的电子设备。随着电子设备对抗的加剧，特别足近年来工业产品对电磁　兼容（ＥＭＣ）要求的增高和广泛，越来越多的电ｆ设备为确保工作的可靠性以及与其他设备的兼容性，必须　对设备进行电磁屏蔽，以减少环境对设备或者设备对环境的辐射干扰，确保设备实现正常的设计功能，提　高电子设备的可靠性。　关键词：电磁屏蔽；电子设备；电磁兼容　中图分类号：ＴＭＩ５３　．５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００５—２７９８《２０１１）０１—００５８—０２　凡电子设备工作时都消耗一定电能，这部分能　量或者转化为热消耗掉，或者以电磁波形式辐射到　周围空间中，形成电磁干扰（简称ＥＭＩ）。　电子设备向外辐射电磁波能量的多寡与两个参　有高的波阻抗，近场是以电场为主，其磁场分量可以　忽略不计，这时只需采用电屏蔽；而对低电压大电流　的干扰源，可视为具有低的波阻抗，近场是以磁场为　主，故其电场分量可忽略，只需采用磁屏蔽。因此，　对电场干扰的屏蔽应以反射损耗为主，而对磁场干　扰的屏蔽应以吸收损耗为主。在实施屏蔽时要注意　数有关：电磁波强度（功率）；电磁波频谱中高频分　量。相同频率电磁波，源功率越大，对外辐射越大；　同等功率电磁波，高频分量越丰富，对外辐射也越　大　利用最有效的屏蔽措施去抑制最主要的干扰，才能　得到好的效果。　１　电磁屏蔽的原理　我们可利用辐射电磁场在金属界面上的反射和　２　电子设备上屏蔽材料的选择　电场屏蔽中，以反射损耗为主，采用高导电性材　料（铜铝铁）；而磁场屏蔽中，以吸收损耗为主，采用　高导磁性材料（镍钢冷轧硅钢）。由铝、钢、铜组合　的屏蔽体，对电磁波有很大的反射损耗，所以只适用　金属屏蔽层的吸收来抑制电磁辐射的干扰。根据电　磁场理论，当电磁波入射到金属表面时，电磁波被分　为两部分，一部分被反射，另一部分通过界面继续传　播，并在金属内传播途中不断衰减。如图１所示，穿　过第一界面的能量，经衰减后到达第二界面时，有一　电屏蔽。铁和高导磁率的合金体则对磁场波有很大　的吸收损耗，所以适合用在磁屏蔽环境。如果条件　允许可用不锈钢制造具有很高可靠性的电磁屏蔽机　壳。在通信、计算机、自动化、医疗等商用电子设备　上选择最有效的电磁屏蔽衬垫时，通常可以考虑以　部分穿过第二界面，另一部分被第二界面反射，再次　折回到第一界面去。在金属屏蔽层内，能量被多次　反射和吸收。　屏蔽金属厚度　下三种衬垫类型：导电橡胶、导电布、铍铜指簧。现　在流行的新型的屏蔽材料还有导电塑料、活化导电　镀膜塑料、发泡铝、发泡镍、超微晶纳米晶合金、镍　吸收损耗　～～～‘～～～　基／钴基非晶态合金、坡莫合金箔带等等。　　Ｊ－　　”～一～一…一一～～～３　电磁屏蔽技术在电子设备上的应用　３．１　接缝屏蔽　第二界面反射损耗　１电磁波传播原琊　般永久性配合面形成的接缝将其完全焊接可　有效提高其屏蔽性能，但许多情况下为了装配及维　一实际上，对于电磁场来说，其电场与磁场分量总　是同时存在的。对高电压小电流干扰源，可视为具　收稿日期：２０１０—１２－０１　修的方便，非永久性配合面成为更常用的形式，其形　成的接缝通常用螺钉紧固连接，由于配合面不平整　作者简介：刘李平（１９７８一），女，山西晋城人，硕士，讲师，研究方向为机电液　５８　刘李平等：电磁屏蔽技术在电子设备上的应用　第２０卷第１期　或变形，使屏蔽性能下降，所以可使用导电衬垫来提　高其屏蔽性能（导电衬垫既有导电性又有一定弹　性，可有效提高其屏蔽性能）。最常用的导电衬垫　是双重导电橡胶，由于双重导电橡胶不是在橡胶所　有部分掺人导电颗粒，这样的好处是既最大限度地　用在显示装备上。所用的材料有铜质网、铜质薄膜、　不锈钢薄片、导电涂料等。　３．６屏蔽电缆　金属丝编织层质软、实用性强，被使用在屏蔽电　缆上的机会最多。它的屏蔽效能会随着编织的密度　保持了橡胶的弹性，又保证了导电性，是一种新型的　屏蔽材料。　３．２通风散热孔屏蔽　增加而增加，随着频率的升高而降低。屏蔽电缆只　可在系统和分系统设备内部使用，不要在设备外使　用，以避免不必要的电磁耦合和串扰的不良影响。　这儿电缆可以采用多点接地的方法，即将电缆的屏　为满足屏蔽机箱的通风散热要求，需要开设通　风孔洞，这往往是屏蔽效能下降的一个重要原因，使　用截止波导式蜂窝板可有效提高其屏蔽性能。　３．３窥视窗屏蔽　蔽层两端接地，或也可以考虑在中间加一个接地连　接器，以便于接地。　窥视窗是用来观察内部工作情况，在有些设备　４结语　上是必不可少的，但它又是屏蔽的薄弱环节，做的不　好有可能对操作者造成损害，所以选择既能进行有　屏蔽是降低设备电磁辐射干扰方法的主要一　种，在屏蔽的同时也应该注意滤波和接地的重要性。　如使用平衡变压器、接地、隔离变压器、铁氧体磁环、　光电耦合器、减小公共地的阻抗、减小互联电缆的环　路面积、对电缆进行分组、将带宽减小到必要的程　效观察又能作好屏蔽的产品极为重要。市场上一般　可以购买到导电玻璃，其屏蔽效能最接近于金属屏　蔽网。但是随着频率的增高，二者差别就会增大，在　无线电频率范围内，特别是在３０　ＭＨｚ以上频率时，　导电玻璃的屏蔽性能要比金属网低得多。从美观角　度看，导电玻璃则比屏蔽网好，因此采用哪一种作为　度、减小输入阻抗、减小电路的环路面积、将敏感器　件屏蔽起来、使用瞬间干扰抑制器件、改变工作频　率、ＰＣＢ电磁兼容布线等合理设计，就会对屏蔽效能　要求甚少，有时候不屏蔽就可以满足性能要求。　参考文献：　［１］　白同云，吕晓德．电磁兼容设计［Ｍ］．北京：北京邮电　大学出版社，２００１．　系统设备的窥视窗，要根据屏蔽要求及实际情况未　定。　３．４连接器的屏蔽　连接器屏蔽设计要注意在插针接通以前，连接　器的屏蔽环先接地，而在断开时，插针应在连接器外　壳脱开以前断开；接到负载线路的插针应该是阴性　的或者是凹形的，以避免和连接器外壳上的其他部　分发生接触。　３．５显示仪器的屏蔽方法　［２］　陈［３］　沙穷．电磁兼容性工程设计手册［Ｍ］．北京：国防工　斐．机电一体化系统的电磁兼容技术［Ｍ］．北京：　业出版社，１９９３．　中国电力出版社，１９９９．　［４］　王定华，赵家升．电磁兼容原理与设计［Ｍ］．北京：电　子科技大学出版社，１９９５．　显示屏、阴极射线管和表头等数据输出口会在　设备的机箱上造成屏蔽的不连续性。为此，可在读　出装置后背的外面安装一个屏蔽罩，并对读出装置　的所有引入、引出线采取滤波措施。屏蔽玻璃可以　［责任编辑：李月成］　潞安５４０万ｔ／ａ煤基合成油前期工作启动　为“努力打造全省乃至全国新能源产业重要基地”，２０１０年１１月１５日，潞安５４０万ｔ煤基合成油专题会　暨长治市新能源基地建设联席会在潞安集团公司召开。集团董事长任润厚，总经理李晋平，副总经理郭金　刚、郭贞红，长治市市长张保，山化集团董事长王光彪及长治市经委、市发改委、市国土局、市环保局等相关负　责人参加会议。新能源基地联席会旨在研究拟定新能源基地建设的重大政策措施，为新能源基地建设提供　意见，协调解决新能源基地建设中的难点问题，全力推进新能源产业基地建设各项工作。拟定每月不定期的　召开，通报工作进展情况、分析存在问题，并提出完善政策措施。本次联席会全面启动潞安５４０万ｔ／ａ煤基　合成油前期工作，讨论新能源基地建设联席会机构设置以及潞安煤基合成油、高纯度多晶硅、太阳能电池等　项目建设方面等问题。　煤编　Ｓ９