電磁兼容之屏蔽理論ppt課件.ppt

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1、第五章屏蔽及相關(guān)理論屏蔽，用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥善帘误w將電磁騷擾源限制在一定范圍內(nèi)，使騷擾源從屏蔽體的一面耦合或當其輻射到另一面時受到抑制或衰減。一般而言，凡是電磁騷擾都可以采用屏蔽的方法來抑制。>100kHz，電磁輻射能力增強。目的：屏蔽體包圍電磁騷擾源，抑制電磁騷擾源對周圍空間的接受器干擾；或采用屏蔽體包圍接受器，以避免騷擾源對其干擾。7/28/20211一、電磁屏蔽原理1.電磁屏蔽的類型電磁屏蔽電場屏蔽靜電屏蔽交變電場屏蔽磁場屏蔽靜磁屏蔽交變磁場屏蔽電磁場屏蔽7/28/202122.靜電屏蔽靜電平衡:①導(dǎo)體內(nèi)部任何一點的電場為零；②導(dǎo)體表面任

2、何一點電場強度矢量的方向與該點的導(dǎo)體表面垂直；③整個導(dǎo)體是一個等位體；④導(dǎo)體內(nèi)部沒有靜電荷存在，電荷只能分布在導(dǎo)體的表面上。+Q-Q+Q+Q-Q靜電屏蔽原理靜電屏蔽必須具有兩個基本要點：完整的屏蔽導(dǎo)體和良好的接地。7/28/202133.交變電場的屏蔽CeUgZgZsgs~UsC1UgZgZsg~sUsZ1U1C2C3必須使C1、C2和Z1(Z1為屏蔽體阻抗和接地線阻抗之和)減小屏蔽導(dǎo)體接地不良(極板面積大，間距小，C1、C2均大于Ce)，接受器上的感應(yīng)騷擾電壓比沒有屏蔽導(dǎo)體時的騷擾電壓還要大，騷擾比不加屏蔽體時更為嚴重。交變電場屏蔽：良導(dǎo)體，良

3、好接地。7/28/202144.低頻磁場的屏蔽Um=Rm·ФmUm為磁路中兩點間的磁位差；Фm為通過磁路的磁通量磁路橫截面是均勻的，且磁場也是均勻的，則磁阻可化簡為7/28/20215高導(dǎo)磁率材料的磁旁路效果H0H1H0RsR0H1R0RsSE=1+R0/RS7/28/20216①鐵磁材料μ越高，屏蔽罩越厚，磁阻Rm越小，效果越好。多層屏蔽。效果良好的鐵磁屏蔽往往是既昂貴又笨重。②垂直磁力線方向不應(yīng)開口，切斷磁力線，磁阻增大，屏蔽效果變差。③鐵磁材料的屏蔽不能用于高頻磁場屏蔽。高頻時鐵磁材料中的磁性損耗(包括磁滯損耗和渦流損耗)很大，導(dǎo)磁率明顯下

4、降。7/28/20217磁屏蔽材料的頻率特性151015坡莫合金?金屬鎳鋼冷軋鋼0.010.11.010100kHz?r1037/28/20218磁導(dǎo)率隨場強的變化磁通密度B磁場強度H飽和起始磁導(dǎo)率最大磁導(dǎo)率?=?B/?H7/28/20219怎樣屏蔽低頻磁場？低頻磁場低頻磁場吸收損耗小反射損耗小高導(dǎo)電材料高導(dǎo)磁材料高導(dǎo)電材料7/28/202110強磁場的屏蔽高導(dǎo)磁率材料：飽和低導(dǎo)磁率材料：屏效不夠低導(dǎo)磁率材料高導(dǎo)磁率材料7/28/2021115.高頻磁場的屏蔽7/28/2021127/28/202113屏蔽線圈的等效電路如下圖１、頻率高屏蔽盒上產(chǎn)

5、生的感應(yīng)渦流與頻率無關(guān)２、頻率低低頻時產(chǎn)生的渦流小，渦流反磁場不能完全排斥原低頻騷擾磁場。利用感應(yīng)渦流進行屏蔽在低頻時效果差，這種屏蔽方法主要用于高頻。7/28/2021142)屏蔽材料屏蔽體電阻rs越小，產(chǎn)生的感應(yīng)渦流越大，而且屏蔽體自身的損耗也越小。高頻磁屏蔽材料需用良導(dǎo)體，常用鋁、銅及銅鍍銀等。3)屏蔽體的厚度高頻屏蔽一般無須從屏蔽效能考慮屏蔽盒的厚度4)屏蔽盒的縫隙或開口5)接地磁場屏蔽的屏蔽盒是否接地不影響磁屏蔽效果。7/28/2021156.電磁屏蔽電磁屏蔽是指同時抑制或削弱電場和磁場。電磁屏蔽一般也是指高頻交變電磁屏蔽。頻率較低高電

6、壓小電流騷擾源以電場騷擾為主，磁場騷擾忽略不計，只考慮電場屏蔽；低電壓高電流騷擾源以磁場騷擾為主，電場騷擾忽略不計，只考慮磁場屏蔽。電磁屏蔽。高頻時即便在設(shè)備內(nèi)部也可能出現(xiàn)遠場騷擾，需要進行電磁屏蔽。采用導(dǎo)電材料制作的且接地良好的屏蔽體，就能同時起到電場屏蔽和磁場屏蔽的作用。7/28/202116電磁屏蔽的機理有三種理論①感應(yīng)渦流效應(yīng)②電磁場理論③傳輸線理論7/28/202117二、屏蔽效能1.屏蔽效能的概念和表示方法屏蔽系數(shù)傳輸系數(shù)T屏蔽效能7/28/202118電磁屏蔽屏蔽前的場強E1屏蔽后的場強E2對電磁波產(chǎn)生衰減的作用就是電磁屏蔽,電磁屏

7、蔽作用的大小用屏蔽效能度量:SE=20lg(E1/E2)dB7/28/202119三、無限長磁性材料圓柱腔的靜磁屏蔽效能1.圓柱腔內(nèi)的靜磁場7/28/202120四、低頻磁屏蔽效能的近似計算1.矩形截面屏蔽盒的低頻磁屏蔽效能7/28/2021212圓柱及球形殼體低頻磁屏蔽效能的近似計算球形磁屏蔽殼體圓柱形磁屏蔽殼體7/28/202122導(dǎo)體球殼的高頻磁場屏蔽效能7/28/202123六、屏蔽的平面波模型吸收損耗反射損耗多次反射損耗SE=A+R+B良導(dǎo)體7/28/202124七、孔縫電磁泄漏1.金屬板縫隙的電磁泄漏g=t，通過縫隙的傳輸損耗為27d

8、B波阻抗突變引起的反射損耗為縫隙總的屏蔽效能7/28/202125縫隙的處理電磁密封襯墊縫隙7/28/202126電磁密封襯墊的種類金屬