结构件电磁兼容性设计教程分析.pptx

湖南长城信息金融设备有限责任公司;目 录;一、电磁兼容的基础知识;电磁兼容的定义;电磁兼容的三要素;实现电磁兼容的途径;电磁兼容包括了对外干扰和抗干扰能力两方面的含义。为了保证产品的电磁兼容性能，一般规定了干扰极限值和抗干扰能力的限制值，从而保证各种产品在一起能够实现兼容。如右图所示，如果产品的干扰值低于干扰限制值，抗干扰能力高于抗干扰限制值，则可以认为这个产品符合电磁兼容性要求。如果所有产品均满足电磁兼容性要求，则在同一个环境中一般能够实现兼容。;产品电磁兼容性能具体要求;★辐射发射（RE） 考察干扰信号通过空间辐射出去的水平，一般测试30-1000 MHz频段。 ★传导发射（CE） 考察干扰信号通过线缆传导出去的水平，一般测试0.15-30 MHz频段。 干扰信号在30MHz以下主要是通过传导的方式发射出去，30MHz以上主要是通过辐射的方式发射出去。;辐射敏感度（RS） 考察抗外部空间辐射干扰的能力，一般测试80-1000MHz频段。 传导敏感度（CS） 考察抗外部传导发射干扰的能力，一般测试0.15-80MHz频段。 静电放电（ESD） 考察人体静电对设备的影响。分直接放电和空间放电两种。;结构对产品电磁兼容性能的影响;典型的电磁兼容问题;解决电磁兼容问题的手段;电磁屏蔽的基本理论;2、屏蔽的基本方式 电磁场通过金属材料隔离时，电磁场的强度将明显降低，这种现象就是金属材料的屏蔽作用。 电磁波的屏蔽主要取决于金属板的反射和电磁波在金属板中的衰减。 反射主要取决于波阻抗与金属板的阻抗之比。比值越大，反射越大。因此：对于高阻场（电场）主要是反射，低阻场（磁场）几乎没有反射。 电磁波在金属材料中传输会发生衰减，衰减程度取决于材料的导磁率、导电率和材料的连续性。对于电场，导电率高的材料衰减大；对于磁场，导磁率高的材料衰减大。 另外，材料越厚，衰减程度越大，屏蔽效果越好。 结论：高阻场（电场）主要是反射，低阻场（磁场）主要是衰减，远场（平面波）是反射和衰减的综合。;3、缝隙对屏蔽的影响 反射：当缝隙最大尺寸为λ/4时，是一个半波振子天线，有效的辐射器，几乎没有屏蔽效果；小于λ/20时，有基本的屏蔽效果，小于λ/100时，有理想的屏蔽效果。当缝隙的深度较大时，由于多次反射的累计效果，可以大大提高缝隙的屏蔽效果，这也就是波导通风板的原理。 衰减：缝隙对电磁波衰减的影响如右图所示，可见由于缝隙的存在减弱了衰减作用。;二、设计程序;说 明;产品的EMC设计程序;产品的EMC需求分析;产品的EMC指标分解;结构EMC方案评审;图纸审核;样机的EMC审核;定型、归档;三、设计方法;屏蔽效能等级;选择屏效等级;特殊情况下屏效选择;成本控制;屏蔽方案的选择;屏蔽设计的基本原则;缝隙屏蔽;2、 紧固点距离的经验值 从经济性和可操作性的角度考虑，紧固点距离取以下经验值： ■ C级以下取50-100mm； ■ C级以上取20-50mm。 具体取值还需考虑缝隙的深度以及零件的刚性等因素。例如，当折弯次数多或者采用型材时，由于零件的刚性好，可以取大值；如果仅仅是单层钢板（或铝板）直接压紧，由于刚性差，应该取小值。 例如右图两个1.5mm钢板，折弯10mm，螺钉间距25mm，屏效大约为30MHz：60dB，1GHz：45dB。 3、提高缝隙屏效的措施 从工程实际的角度看片面要求紧固点多是不实际的，再者一般要求缝隙的最大尺寸为mm级，单单要求紧固点多也是没有意义。为了提高缝隙的屏效，可采取的措施有： ■提高零件的刚性； ■增加缝隙的深度； ■在缝隙中安装屏蔽材料。;通风孔的屏蔽;3、提高通风孔的屏蔽效能的措施 对于阵列孔，影响因素最大的是孔的深度，其次是孔的最大尺寸。当散热与屏蔽存在矛盾时，比较理想的方式是增加孔的深度，同时增加孔的最大尺寸，或者减小孔的最大尺寸，同时减小孔的间距（增加孔的数量）。 工程实际中，阵列孔的屏蔽效能最高为C级。如果需要更高等级，必须考虑采取其他措施：增加丝网或者采取波导通风板。丝网在300MHz以下可以显著提高通风孔的屏蔽效果，而在600MHz以上则基本上无效果。波导通风板的屏蔽效能可以十分高，但必须注意其昂贵的价格，除非特殊情况，一般不建议使用。 需要注意的是：当孔的数量少，孔间距十分大时，孔径可以适当取大值。例如：某项目侧门上面的锁扣件开孔为12X12，由于数量少（8个），间距大（ 约400mm），机柜仍然可以达到A级要求。;塑胶件的屏蔽设计;线缆的屏蔽;3、线缆屏蔽措施 目的是将电缆的外金属层（一般为屏蔽层）可靠接地。注意是高频阻抗小（非直流电阻）。采取的措施有： ■通过屏蔽转接头转接，例如一般的射频接头，这种方式屏蔽效果优良。 ■通过EMI滤波器转接，一般电源是采取这种方式。注意电源滤波器的正确安装形式。这种