屏蔽效能计算.ppt

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1、抗干扰技术之屏蔽、滤波与保护EMC现场电磁干扰连续的周期型干扰（窄带干扰）脉冲型干扰（宽带干扰）白噪（宽带干扰）系统高次谐波载波通讯无线电通讯干扰高频保护周期性脉冲干扰随机性脉冲干扰电力电子器件动作产生的高频涌流（可控硅整流、静止无功补偿器等）高压线路上的电晕放电其它电气设备的内部放电分接开关动作产生的放电电机启动产生的电弧放电接触不良或悬浮电极放电各种冲击波产生的高频电流脉冲设备热噪声地网中的噪声设备动力电源线、继电保护线路以及各种信号线路耦合进入的随机噪声图1现场电磁干扰分类表50Hz2kHz150kHz50MHz300MHz1GHz16Hz1250Hz20kHz音频噪声传导射

2、频干扰分谐波谐波音频与射频间的干扰辐射干扰电磁干扰源电磁干扰的抑制方法电磁干扰的主要抑制方法屏蔽抑制辐射干扰滤波抑制传导干扰接地最基本的干扰抑制方式保护抑制能量型干扰§6.1屏蔽屏蔽技术用来抑制电磁干扰沿空间的传播。其实质是将关键电路用屏蔽体包围起来，是耦合到这个电路的电磁场通过反射和吸收被衰减。现场主要辐射源无线电干扰射频干扰移动通讯干扰（900MHz1.8GHz）雷达干扰交流干扰小环天线与短单极天线的波阻抗Z与距离r的关系§6.1.1近场与远场电磁干扰沿空间的传播是以电磁波的方式进行的，可分为近场和远场。近场与远场的判别条件为d=/2（6-1）d为临界距离，为辐射信号的

3、波长。例1如果屏蔽体局干扰源的距离d=1m，根据判别条件d=/2=1m可求出相应的临界频率f0=c/=47.7MHz那么此时对于频率f>f0的辐射可认为是远场平面波；而当频率f

4、重反射修正因子。（6-2）（6-3）1.吸收系数A2.反射系数R：t—金属板厚度(mm)；f—辐射频率；r—金属板相对导磁率；r—金属板相对导电率。（6-4）（6-5）（6-6）近场远场磁场屏蔽电场屏蔽可见，反射损耗主要取决于屏蔽体表面的导电率。例如金属屏蔽体通常不宜取铝材，因为没有经过表面处理的铝金属表面极易氧化，使表面导电率下降，反射损耗降低。另外，不同的金属表面处理也会对反射损耗产生不同的影响。高导电性钝化处理不影响反射损耗；阳极氧化处理，将增大金属表面的电阻率，使反射损耗大幅度降低；绝缘涂层不会影响反射系数；含导电性颗粒的漆，对反射系数影响较大；式中，Z为空气波阻抗；Z

5、s为金属波阻抗（）3.多重反射修正因子BB为负值，将削弱屏蔽效能，当A>10dB时，该修正因子可以忽略。Z=377()近场电场近场磁场远场屏蔽材料rr银1.06411.031.03铝0.6110.700.78黄铜0.3510.590.59不锈钢0.022002.000.01热轧硅钢0.03815007.590.0051冷轧钢0.171805.530.031常用金属屏蔽材料的r和r（铜r=1，r=1）由于d<<2/，属近场干扰，且干扰场强以磁场为主。例2设环状辐射源频率f=15kHz,在与辐射源相距50cm处有厚度t=0.5mm厚的铝制屏蔽机箱，其屏蔽效能可作如下

6、估计，所以，需考虑多重反射的影响。Z=0.06，Zs=5.810-5B=-2.3dB故该屏蔽机箱的总屏蔽效能为SE=A+RH+B=52.2dB可见，在这种情况下，屏蔽是以吸收损耗为主的。§6.1.3屏蔽的基本原则近场电场辐射屏蔽的必要条件是采用高导电率金属屏蔽体和接地。近场低频磁场屏蔽可采用高导磁率材料进行屏蔽或磁旁路。增加屏蔽体厚度或采用多层屏蔽，可提高屏蔽性能。屏蔽体不需接地。近场高频磁场，应采用高导电率金属，因频率较高时，磁损将增加，高磁导率材料的屏蔽效果并不理想。远场电磁屏蔽应采用高导电率金属并良好接地。实践表明，低频磁场是在线监测中最难屏蔽的，主要因为，低频——吸收

7、损耗A小磁场——反射损耗R小屏蔽低频磁场主要采用高导磁率材料，以提高吸收损耗。但应注意以下问题。1.材料手册上通常给出的是直流下的磁导率。但一般直流时磁导率越高，随频率的升高，下降的也越快。2.高导磁率材料在经过加工或受到冲击时，导磁率会明显下降。3.高导磁率材料会在强磁场中饱和，丧失屏蔽效能。为解决强磁场下，屏蔽材料的磁饱和问题，可采用双层屏蔽。H0H1H2低导磁率高饱和强度材料高导磁率低饱和强度材料另一种较常用的复合屏蔽，是在高导磁材料表面涂覆高导电材料。这种屏蔽