電磁屏蔽論文

《電磁屏蔽論文》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、電磁屏蔽論文電磁屏蔽技術(shù)的簡單分析研究王玉東0942022088摘要：在現(xiàn)實(shí)生活中由于干擾普遍存在，人們?yōu)楸苊飧蓴_而想盡了各種屏蔽方法，但效果并不理想。電磁屏蔽是解決電磁兼容問題的重要手段2—，人部分電磁兼容問題都可以通過電磁屏蔽來解決。用電磁屏蔽的方法來解決電磁干擾問題的最人好處是不會影響電路的正常工作，因此不需對電路做任何修改。木文在分析各種干擾源性質(zhì)的基礎(chǔ)上，分別對電場屏蔽和磁場屏蔽進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以實(shí)現(xiàn)最佳的抗干擾效果。關(guān)鍵詞：電場屏蔽，磁場屏蔽，耦合干擾1引言隨著電子設(shè)備的人量使用，由于干擾普遍存在，嚴(yán)重的干擾會使電子設(shè)備不能止常工作，因此，控制干

2、擾源，抑制電磁干擾已是現(xiàn)在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)、應(yīng)川時(shí)考慮的主耍問題之一。而采用屏蔽技術(shù)是抗干擾的有效措施，但對丁干擾源的各種不同情況，如不加分析采取千篇一律的屏蔽措施，不但不能收到滿意的效果，甚至因?yàn)槠帘畏绞降牟划?dāng)，會出現(xiàn)弄巧成拙的情況。本文對干擾源進(jìn)行具體分析，然后“對癥下藥”，采取恰當(dāng)?shù)钠帘畏绞?，最大限度地抑制干擾，以提高電了設(shè)備運(yùn)行的口J靠性。2電場屏蔽2.1理論分析當(dāng)干擾源產(chǎn)生的干擾是以電壓形式出現(xiàn)時(shí)，干擾源與電子設(shè)備之間就存在容性電場耦合，以這種情況下，最有效的抗干擾辦法是施行電場屏蔽。如圖1(a)所示，圖中干擾源對地電壓為Ux,電子設(shè)備對地阻抗為Zs

3、,兩者Z間存在耦合電容為圖中C,則電子設(shè)備上的耦合T擾電壓為：Us=j3CZsUn/(1+j3CZs)(1)(a)電場屏蔽(b)金屬殼體屏蔽圖1電場耦合及屏蔽示意圖由式(1)可知：耦合干擾的人小與頻率有關(guān)，頻率升高，T擾增加。因此，頻率越高，采用屏蔽越冇必耍，屏蔽效果越明顯。若用金屬殼體將T擾源屏蔽起來，如圖1(b)所示，圖屮C1為干擾源與屏蔽殼體Z間的電容，C2為電了設(shè)備與屏蔽殼體Z間的電容，Zm為屏蔽殼體對地阻抗?？汕蟮闷帘魏篑詈细蓴_電壓為：Us=2ClC2ZmZsUn/{(2ClC2ZmZsUn-1)-jco[(Cl+C2)Zm+C2Zs]}(2)2.2

4、屏蔽對策如果將屏蔽殼體理想接地，即Zm=0,則Us=8,耦合干擾可完全消除。也就是說，要想完全消除上述干擾的必要條件是要求屏蔽殼體良好接地。如果屏蔽殼體不接地，此時(shí)Zm=8,且C1>C,C2>C,比較式(1)與式(2),Us2>Usl,可見屏蔽后的耦合干擾，不但不能抑制，反而更加嚴(yán)重了。同樣，如果干擾源不屏蔽，而將電子設(shè)備屏蔽，結(jié)果與上述屏蔽效果類似。3磁場屏蔽當(dāng)干擾源以電流形式出現(xiàn)時(shí)，此電流所產(chǎn)生的磁場通過互感耦合對臨近信號形成干擾。抑制這類干擾，有效辦法是施行磁場屏蔽。磁場屏蔽首先應(yīng)注意到干擾源的頻率高低，因?yàn)殡S干擾頻率的不同，屏蔽原理也不同，它將涉及到屏

5、峨材料的選用以及屏蔽売體設(shè)計(jì)、制作等諸方面的問題，若不加分析就不可能達(dá)到抑制干擾的效果。3.1低頻磁場屏蔽3.1.1理論分析這里所指低頻一般在lOOkllz以下。如圖2所示，設(shè)相近的兩平行導(dǎo)線1和導(dǎo)線2。導(dǎo)線1對導(dǎo)線2的磁場耦合干擾為：U2=jwMIl(3)圖2導(dǎo)線的磁耦合式中：M為兩導(dǎo)線間的分布互感，①/II；II為導(dǎo)線1流過的電流；①為電流；11產(chǎn)生的對導(dǎo)線2交連的磁通。為抑制磁場耦合干擾，應(yīng)盡量減少分布互感也就是減少干擾源與被干擾電路Z間的交連磁通①。3.1.2屏蔽對策屏蔽此類干擾，建議選丿IJ具有高導(dǎo)磁率的鐵磁材料做成屏蔽殼體，將干擾源屏蔽起來，這樣能

6、使干擾源產(chǎn)生的磁通被引導(dǎo)至鐵磁材料屮，從而不與被干擾的電路交連。同理，也可將被干擾的電路屏蔽起來。有關(guān)屏蔽売體的制作，應(yīng)注意下列事項(xiàng)：所選用材料磁路的磁阻Rm越小越好Rm=L/uS（L為磁路長度；S為磁路橫切面積；u為導(dǎo)磁率）。從上式口J知：選用u值高的鐵、硅鋼片、坡莫介金等；在屏蔽殼體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使殼體有足夠的厚度以增人S,達(dá)到增加屏蔽效果的口的；在垂直于磁通方向不能開口，以免增人磁阻；為了更好地提高屏蔽效果，有時(shí)采用多層屏蔽，在安裝時(shí)要注意將屏蔽殼體擰緊。3.2高頻磁場屏蔽3.2.1理論分析頻率在100kHz以上高頻磁場的屏蔽原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在屏蔽殼體

7、表面所產(chǎn)工的渦流的反磁場來達(dá)到tl的。上述鐵磁材料在高頻情況下，其磁性損耗太大，不利于在屏蔽売體上形成盡量大的渦流，達(dá)不到有效消除高頻磁場干擾的目的。圖3為一個(gè)良導(dǎo)體制成的屏峨殼體對一個(gè)電了線路的屏蔽等效電路圖。圖3電了電路屏紙等效示意圖圖3中，L為電子電路的電感；M為電子電路與屏蔽殼體的互感；Ls為屏蔽殼體的電感；I為電子電路的電流；Rs為屏蔽殼體的電阻。從而可得出屏蔽殼體上形成的渦流為:Is二j3MI/(Rs+j3Ls)(4)當(dāng)頻率高時(shí)，3Ls>>Rs,此時(shí)RsHj忽略不計(jì)，則式(4)可簡化為Is^MI/Ls(5)當(dāng)頻率低時(shí)，

8、略不計(jì)，則式(4)可簡化為Ts^jwM