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金屬外殼防電磁波干擾加工設計

文章出處:CNC加工廠責任編輯:yaxun88作者:康鼎五金人氣: 發表時間:2018-10-29 17:33 字體大小:【
1. EMI (Electro Magnetic Interference) 即電磁干擾。傳播方式有輻射和傳導.
2.重要的規章:
美國的FCC( Federal Communication Commision)
西德的VDE (Verband Deutscher Electrotechniker)
IEC(國際電子技術委員會)的CISPR(Comite International Spe Ciai Des Perturbationss Dadioelectriques)
金屬外殼防電磁波干擾加工
3. 管制程度
商業用的產品要符合Class A.
一般家庭用要符合Class B

4. 防止電磁干擾的對策

零件選擇          適當電子零件可減少2~3dB
電路Layout        電路板Pattern設計改變
噪聲FILTER    電源的噪聲可采取1 OW PASS FILTER
接地                  高頻回路采取多點接地之原則
CABLE             采用屏蔽之CABLE
Connector         采用屏蔽之Connector
外殼                  金屬殼, 塑料殼表面導電材料處理:無電解電鍍, ZINC SPRAY, 鋁蒸鍍, 導電漆噴涂, 以及用金屬箔貼附或直接以導電性塑料料成型.
 

5. 導電性須考慮因素

溫度,濕度,老化及Impact試驗, 黏著試驗須合乎UL746C的規定, 結果在程度4以上(剝離在5%以內)
 

6. 表面電阻的定義

比電阻Rr=△V/I * S/ l
電阻Rs=Rr/t (Ω)
 
7.屏蔽效應
    電場之屏蔽效應  SdB=20 log E1/E2
    磁場之屏蔽效應 SdB=20 log H1/H2
    其中E1, H1是入射波長強度, E2,H2是穿透波長強度
    屏蔽效應(Shielding Effectiveness)
    SE=R+A+B
R: 反射衰減: R=168+10log(c/p * 1/f)
A: 吸收衰減:  A=1.38 * t√f*c*p
B: 多次反射衰減 : 通??珊雎?br /> 其中 , c是相對導電系數, f是頻率,  p是相對導磁系數, t是遮蔽之厚度.
 
材料 相對導電系數(C) 相對導磁系數(P) C * P C/P
1.05 1 1.05 1.05
1.00 1 1.00 1.00
7.防電磁干擾設計

屏蔽層如有孔洞等之開口會使屏蔽電流收到影響, 為了使電流順暢, 可把長孔改成多個小圓孔.
 
含排列孔的屏蔽有以下幾個因素影響
孔的最大直徑d , 孔數n, 孔間距c, 屏蔽厚度t, 噪聲源和孔之距離r, 電磁波頻率f, 其中d, n, f 越小越好, c, t, r 越大越好.
 
外殼間接縫對屏蔽效應的關系

    必須保持導電性接觸, 故不可噴不導電漆。
    接縫重疊寬度要比縫大5倍。
    導電接觸點間距要小于λ/20~1.5cm

 
電磁場產生的輻射是由電場和磁場所組成, 但磁場對健康的影響相當大
電場輻射可以阻隔, 但磁場輻射會穿透大部份物質,包括水泥和鋼筋.
一般的家電產品的磁場強度平均在5 milli Gauss以下( 1mG=100nT)

8.防電磁波材質不同的材質及材料厚度對于頻率的吸收有不同的效果。 同一厚度的鐵的吸收損失比銅的吸收損失大.
 
9.  如何抑制電磁波干擾
    首先要明確了解需要什么規格, 各個規格所限制的頻帶及其級別不同, 其對策也不盡相同.
    抑制EMI的發生,首先必須抑制其發生源, 然后再極力防止其感應到成為其傳播,輻射天線的I/O, 電源電纜上, 并避免信號電纜和數據通過框體的縫隙附近, 這樣就可以減少電路的直接輻射和從電纜, 框體縫隙的二次輻射。
    來自數字設備的輻射有差動方式和共態方式

    差動方式輻射---是由于電路導體形成的回路中流動的高頻電流產生的, 這個回路起了輻射磁場的小天線作用。 該信號電流回路在電路動作中是必要的, 但為抑制輻射,必須在設計過程中限制其大小。

印刷電路板為了抑制輻射, 必須最大限度降低由信號電流形成的回路的面積。 在電路圖上將傳輸高頻(>500kHz)周期性信號的全部軌跡找出來, 使其路徑盡量短地配置組件, 并在驅動這高速周期性軌跡的組件附近個別地配置分流電容器.
 
共態方式輻射---是當系統的某個部分的共態方式電位比真正的地線電位高時發生的, 當外部電纜與系統連接而被共態方式所驅動時, 即形成輻射電場的天線。共態方式輻射是從電路結構或電纜發生的輻射頻率由共態方式電位決定, 與電纜的差動方式信號不同。
削減共態方式輻射, 和差動方式時相同, 最好是抑制信號的上升時間和頻率。 為了降低輻射設計人員能控制的僅僅是共態方式電流而已。

    使得驅動天線的源電壓(通常接地電壓)最小
    在電纜中串聯插入共態方式扼流圈
    將電流短路到接地(系統接地)上
    屏蔽電纜

抑制共態方式輻射的第一步時最大限度地降低驅動天線的共態方式電壓。許多降低差動方式輻射的方法也能同時降低共態方式輻射。
選擇電子組件時, 要注意選擇具有必要最小限度上升時間的組件。
時鐘速度若降低一半諧波的振幅將下降6dB, 上升時間若長一倍, 振幅將下降12dB, 顯然放慢上升時間是抑制噪聲發生源的有效手段.
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