正确选择和使用电磁兼容性元器件-世纪电源网.PDF

正确选择和使用电磁兼容性元器件 在复杂的电磁环境中，每台电子、电气产品除了本身要能抗住一定的外来电磁干扰正常工作以外，还不能产生对该电磁环境 中的其它电子、电气产品所不能承受的电磁干扰。或者说，既要满足有关标准规定的电磁敏感度极限值要求，又要满足其电 磁发射极限值要求，这就是电子、电气产品电磁兼容性应当解决的问题，也是电子、电气产品通过电磁兼容性认证的必要条 件。很多企业在进行产品 电磁兼容性设计时，对于如何正确选择和使用电磁兼容性元器件，往往束手无策或效果不理想，因此，很有必要对此进行探 讨。 模拟与逻辑有源器件的选用 电磁干扰发射和电磁敏感度的关键是模拟与逻辑有源器件的选用。必须注意有源器件固有的敏感特性和电磁发射特性。 有源器件可分为调谐器件和基本频带器件。调谐器件起带通元件作用，其频率特性包括：中心频率、带宽、选择性和带外乱 真响应；基本领带器件起低通元件作用，其频率特性包括：截止频率、通带特性、带外抑制特性和乱真响应。此外还有输入 阻抗特性和输入端的平衡不平衡特性等。 模拟器件的敏感度特性取决于灵敏度和带宽，而灵敏度以器件的固有噪声为基础。 逻辑器件的敏感度特性取决于直流噪声容限和噪声抗扰度。 有源器件有两种电磁发射源：传导干扰通过电源线、接地线和互连线进行传输，并随频率增加而增加；辐射干扰通过器件本 身或通过互连线进行辐射，并随频率的平方而增加。瞬态地电流是传导干扰和辐射干扰的初始源，减少瞬态地电流必须减小 接地阻抗和使用去耦电容。 逻辑器件的翻转时间越短，所占频谱越宽。为此，应当在保证实现功能的前提下，尽可能增加信号的上升／下降时间。 数字电路是一种最常见的宽带干扰源，其电磁发射可分为差模和共模两种形式。 为了减少发射，应尽可能降低频率和信号电平；为了控制差模辐射，必须将印制电路板上的信号线、电源线和它们的回线紧 靠在一起，减小回路面积；为了控制共模辐射，可以使用栅网地线或接地平面，也可使用共模扼流圈。同时，选择“干净地” 作为接地点也是十分重要的。 表面安装技术(SMT)是 70 年代末发展起来的新型电子装联技术，内容包括表面安装器件(SMD)、表面安装元件(SMC)、表面安 装印制电路板(SMB)以及表面安装设备、在线测试等。 电子整机应用 SMT 最多的是计算机，其次是通讯、军用、消费类电子产品。 90 年代 SMT发展了一种新型电路基板，可用来制作多芯片组件 MCM。目前片式集成电路的输入／输出端口已增加到上百个， 引脚的中心间距已减小到 0．3 毫米。目前表面安装技术正在和微组装技术互相交错和渗透。由于 SMD／SMC 的超小型化，使 基板焊区尺寸减小到 I平方英寸以内，无论电磁发射还是电磁敏感度问题，都可以得到很好的解决。 电磁屏蔽材料的选用 具有较高导电、导磁特性的材料可以用作屏蔽材料。常用的有钢板、铝板、铝箔、铜板、铜箔等。也可以在塑料机箱上喷涂 镍漆或铜漆的方法实现屏蔽。 屏蔽机箱的屏蔽效能除了与所选屏蔽材料的导电率、导磁率和厚度有关外，在很大程度上还依赖于机箱的结构，即其导电连 续性。任何实用的屏蔽机箱上都有缝隙，这些缝隙是由于屏蔽板之间临时性搭接所造成的。由于缝隙的导电不连续性，在缝 隙处会产生电磁泄漏。因此，对于永久性搭接，可以使用焊接的方法消除缝隙。如果使用铆接或螺钉连接，间距必须足够小。 对于非永久性搭接，采用电磁密封衬垫等屏蔽材料则是十分有效的手段。 1.电磁密封衬垫 电磁密封衬垫是一中弹性好、导电性高的材料。将这种材料填充在缝隙处，能保持导电连续性，是解决缝隙电磁泄漏的好方 法。在选用电磁密封衬垫时，需要熟悉以下特性参数： 转移阻抗 设衬垫和两侧屏蔽板的接合面上流过电流 I，而两侧屏蔽板之间的电压为 V，则转移阻抗定义为 Zr＝V／I。转移 阻抗越低，则两侧屏蔽板之间的电磁泄漏越小，加衬垫后该缝隙的屏蔽效能越高。 硬度 衬垫的硬度应当适中，硬度太低，易造成接触不良，屏蔽效能较低；硬度太高，需要较大的压力，给结构设计造成困 1 难。 压缩永久形变 衬垫只有在外力作用下发生一定的形变时，才有屏蔽作用。当外力去掉后，衬垫不会完全恢复到原来的形状， 即发生了永久形变。当然，衬垫的压缩永久形变越小越好。 衬垫厚度 衬垫的厚度应能满足接触面不平整度的要求，利用其弹性，将缝隙填充满，达到导电连续性的目的。 常用的电磁密封衬垫有以下几种类型： 金属丝网衬垫 用金属丝编织成的弹性网套，为纯金属接触，接触电阻低；但金属丝在高频时会呈现较大感抗，使屏蔽效能 降低。所以只适用于