2014第二节屏蔽技术探究.ppt

第二节 屏蔽技术;屏蔽概念;屏蔽的分类;电场屏蔽;屏蔽分析： 如图所示，导体g（干扰体）上有高频电压Eg，附近有一导体s（接收器），s与地的分布电容为 Cs， g与s间的分布电容为 Cgs 。 1）当不加屏蔽体时 g在s上产生的感应电压为：; 2）加屏蔽体且接地时： 如果在两导体间加入一接地良好的金属板，则s上的感应电压为： 此时Cgs’的值很小， 如果接地金属板无穷大，则Cgs’为0，那么可以认为Us为0，即电场干扰就被完全隔离。 ; 3）加屏蔽体但不接地时： 如果金属板不接地， Cgs’和C3的值都很小， 可忽略不计，则 此时的Us比不加金属板时还要大，没有起到电屏蔽的作用。 结论：只有屏蔽体良好接地才能有电屏蔽效果。;电场屏蔽设计要点 1）加金属屏蔽体，且要有良好的接地。 2）使相互耦合的两导体或两元器件相互远离以减少分布电容。 3）正确选择接地点。 （尽可能靠近感受器、低电平元件的入地点） 4）合理设计屏蔽体形状。 （盒板、全密封有孔缝） 5）注意屏蔽体材料的选择。 （良导体材料：铜、铝等，高频时镀银） ;电场屏蔽的结构 1）减少盒盖与盒体间的接触电阻； 2）采用双层屏蔽盖结构 ; 3）在有隔板的屏蔽盒体内采用分开的屏蔽盖，以减少其间的寄生耦合。 ; 4）变压器的初、次级绕组之间存在着较大的分布电容，若在两绕组间加一电屏蔽层并接地，可减少它们的寄生耦合。 通常绕组间越过屏蔽层还有剩余电容 C′，要取得好的屏蔽效果，应使C′尽量小。故可以从屏蔽层的结构上采取一些措施，如带状屏蔽、双重屏蔽等。 ;磁场屏蔽;磁场屏蔽结构 磁场屏蔽是通过屏蔽体的高磁导性能，即低磁阻来实现的。 如图所示，线圈是一个 干扰源，所产生的磁力线 主要沿屏蔽罩通过，从而 使线圈周围的电路或元件 不受线圈磁场的影响。 ; 如图所示，当线 圈是一个接收器时， 外界磁场将被屏蔽隔 离，从而使线圈不受 外部磁场的影响。 屏蔽体的磁导率 越高，屏蔽层越厚， 磁屏蔽的效果就越好，但是，在垂直于磁力线的方向上，不应出现缝隙，否则磁阻增大，将使屏蔽效果变差。;磁屏蔽体结构要点 1）用铁磁材料做的屏蔽罩，在垂直于磁力线方向不应开口或有缝隙。 2）选用高磁导率材料，并要使屏蔽罩有足够的厚度，有时需要采用多层屏蔽。 3）由于高频时铁磁材料中的磁性损耗很大，故铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。;高频磁场的屏蔽： 原理 对于高频磁场： 1）屏蔽体：低电阻率的良好导体材料。 2）原理：利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽目的，即利用了涡流反磁场对于原干扰磁场的排斥作用。 ; 如图，当干扰体所产生的当高频磁场穿过金属板时，会在金属板上感应电动势从而在板上产生涡流，此涡流产生的反向磁场将抵消穿过金属板的原磁场，从而导致高频磁场的磁力线在金属板旁绕行而过。 这就是感应涡流产生的反磁场对原磁场的排斥作用。 ;如果将屏蔽体看作是匝数为1的线圈,其中涡流电流为is，流过干扰体线圈的电流为ic,则 在高频情况下，有Rs ,于是 即和频率无关。 而低频情况下，有： 即在低频时流经屏蔽体的电流与频率成正比。故这种方法在低频时不是很有效。;高频磁场屏蔽结构 ;磁屏蔽体的结构要点 1）高频的屏蔽材料需要用良导体材料，常用铝、铜及铜镀银等； 2）由于高频电流的集肤效应，高频屏蔽盒无需做得很厚，一般取0.2～0.8mm。 3）屏蔽盒在垂直于涡流的方向上不应有开口或缝隙； 4）磁场屏蔽的屏蔽盒是否接地不影响磁屏蔽效果。但如果将金属导电材料做的屏蔽盒接地，则它就同时具有电场屏蔽和高频磁场屏蔽的作用。 ;电磁场屏蔽 ;一厚度为t的无限大金属板 将空间分为两部分，入射 场在左部，电磁波自左向 右传播至板的左表面，在 板的表面产生反射，即反 射波。另一部分电磁波射 入金属内部，经过金属板 厚度t后，由于金属对电 磁波的吸收，场强减弱。 到达右板面的电磁波，又 有一部分反射回金属，另 一部分穿过右界面向右继续传播。 ;电磁波经过金属板时，通过反射、吸收，场强逐渐减弱。 金属板的屏蔽作用是由左界面的反射、金属中的吸收和右界面的反射等3部分