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作者： 来源： 发布时间：2018/2/11 16:12:47  点击数：1104

今天，电子元件/设备/系统的生产商要想在全球的市场上销售，不仅要对用户提供产品可靠性的跟踪记录，而且必须服从emc标准，也就是3c认证。随着电子器件应用数量的增多，同时电子器件的工作频率数量的不断增加，势必造成一个复杂的电磁环境。因此，必须在新产品的最初设计阶段就要考虑产品的emi问题。
一、辐射和传导发射
电磁干扰通常是通过辐射发射和传导发射传播出去的。传导发射在频率低于10mhz时起主导作用，并能通过电源线和信号线传入设备内部。要阻止这种糟糕的情况，有两种办法：应该使用高磁导率材料对电缆及机箱进行屏蔽，频率越低，需要的屏蔽材料越厚。或使用emi滤波器，这种方法已广泛使用。
在10mhz以上，辐射发射就经常产生干扰，并且随着频率的升高愈加严重。对于更高的频率（40mhz），仅需很薄的一层高导电材料就足以屏蔽。
二、导电衬垫
频率越高，波长越短。因此，随着频率的升高，缝隙容差就越小。换句话说，门、面板及其他部件需要进行全方位的导电连接。实现这种连接的最简单方法就是使用到导电emi屏蔽衬垫，其中许多衬垫都有自粘性，很容易进行安装。
要选择合适的衬垫，必须考虑以下几个因素：结构的刚性、固定点的间距以及所使用构筑材料的距离。
衬垫的刚度取决于其结构的刚度以及啮合表面的距离。如果衬垫太硬，门、盖板或面板将会弯曲，缝隙不是被避免而是产生了泄漏现象。现已有几种具有很大压缩范围、低闭合力和高导电性的衬垫，尤其适用于门上的。许多这类衬垫能够无需改变其结构而直接用于现有的产品上。
（一）高频衬垫
这类衬垫用于面板和其他需用螺钉固定的装置，像显示器、屏蔽窗以及蜂窝板。它们有各种尺寸，由不同的泡沫芯、导电箔和纤维构成，可以被模切，并且可以有效的与镀锌钢板和铝板结合。典型结构是用强化金属箔包覆的氯丁橡胶或pvc泡沫芯，它可以提供到强度和好的屏蔽特性。它们很容易安装，并且可以被模切来打造螺丝孔。
（二）emi/防水衬垫的组合
组合式emi防水衬垫也用于需用螺丝钉固定的装置，象面板、显示器、屏蔽窗和门等。它们基本上是两类具有氯丁橡胶和pvc泡沫芯的衬垫,其中一种覆有强化金属箔。这两种衬垫可以单独弯曲,以保证最佳的屏蔽性能和防水特性,还可以小角度弯曲而不影响其防水性能。当这种衬垫用于门的外围时,其较低的闭合力可以用来防止门、盖板、面板等的弯曲。
（三）o型衬垫（导电橡胶条）
o型衬垫常在沟槽中使用。这种衬垫可能是中空的、实心的，或是挤出式的。这种衬垫的优点在于：尺寸小、安装容易、灵活性好以及闭合力小。对于连续的密封，一般用较长长度的衬垫。
（四）复合衬垫
复合衬垫包括许多嵌入到和连接到实心或海绵状人造橡胶的金属线。这种衬垫非常适用于连接点不均匀出的安装或用于闭合力和需要有较大可压缩性的地方。一个非常重要的优点在于这种材料可以被切成各种复杂的形状，以便于特殊安装。
（五）夹装式衬垫
这种衬垫主要用于屏蔽门和盖板。一种比较经济的选择是使用“铍铜指簧”，它使用于室外以及坚固结构之处。它们一般为长条是结构，并可以被切分，从而可以不浪费的提供高的屏蔽特性。
（六）编织丝网衬垫
这种坚固的衬垫可在低频时提供较高的衰减。它们可用于极端的情况，经受苛刻的环境，而且耐磨损和抗腐蚀。
二、电腐蚀
作为一种结构材料，衬垫外部的导电层需要有相同的电镀尺度，否则就会产生电腐蚀而使两部件之间的导电性消失。这种消失会降低衬垫的屏蔽性能。通常采用的标准是：
1．在苛刻环境下（盐雾/风化作用）不超过0.3v。
2．在通常环境下（室内，无盐凝结）不超过0.5v。
要获得与衬垫导电涂层有同样大小的接触表面，可以使用带有背胶的导电胶带。这可以通过一个较小的宽度的胶带提供。将胶带上涂上漆可以增强大搭接性能和腐蚀性能。
另外一种抗电腐蚀的方法是使环境的影响不能接近emi防水衬垫。例如，使用一种组合得emi/防水衬垫，。组合的两部分可以独立的弯曲，防水衬垫可以保护内部的emi衬垫。这种组合可保证最优化的屏蔽和密封性能。
一些emi屏蔽衬垫的生产商使用外部含碳涂层来阻止衬垫的腐蚀。用户应该意识到，这些涂层并不能与许多通常使用的结构材料在电性能上相容，这在接触表面会产生腐蚀。具有强化型金属箔导电层的emi屏蔽衬垫非常适用于像镀锌钢和铝之类的材料，它可以有效的防治电腐蚀。
三、显示器/通风板
不仅结构部件之间的连接需要屏蔽，显示器和通风板也需要屏蔽。显示器可以通过使用喷涂的透明带电涂层来对高频加以屏蔽（>;30m），或使用金属丝网来进行低频/高品的屏蔽。带电涂层可直接涂在显示器上，或对较小工件施加薄膜。
显示器屏蔽必须与机箱的屏蔽同步进行，以保证最优化的抑制。显示器屏蔽可以使用衬垫或带有背胶的金属带实现。
通风板的屏蔽通常使用带蜂窝孔的铝板。这不但会提供非常好的屏蔽性能，而且具有最小的气流损耗。使用交叉式单元蜂窝孔可以获得更好的屏蔽性能。它包括两层或多层铝蜂窝，曾见旋转90度。蜂窝通常作为一种坚硬的铝架来使用并有一个2到5毫米的衬垫，以便与结构最优化连接。
四、电缆和连接器
（一）电缆
为了防止辐射通过电源和信号线缆穿过屏蔽层，可以使用现成的屏蔽电缆，也可以用屏蔽管或电缆护套加以屏蔽。屏蔽管包含中空的编制金属网，电缆或电缆束可以通过其被抽拽。电缆护套用于屏蔽电缆和电缆线束。它是用编织金属丝网带或导电纤维将电缆捆扎，使其裹住电缆和电缆束。有了这种技术，分线就很容易了。
电缆屏蔽必须要和机箱屏蔽进行合理的联系，否则电缆将要充当天线，机箱屏蔽将会失效。对于重型的军事应用，经常使用屏蔽的电缆密封装置和可压缩导电橡胶封盖的专用电缆进入系统。对于民用和无需防水的设备，多使用入口屏蔽。入口屏蔽包括可让电缆进入的两个预压缩有韧性的emi屏蔽衬垫带。用这种方法，不但可以在安装费用最少的情况下传入许多电缆，而且很容易添加电缆。
（二）连接衬垫
连接器也需要屏蔽和滤波，并与衬垫相联接。加工偏差、不平行或不规则的表面都会导致在屏蔽中出现缝隙。这些衬垫有1毫米厚的可模切材料组成，这种材料可根据用户的要求很容易地加工出来，而且加工成本很低。
连接衬垫可以被模切，以用于emi屏蔽或d型小型化连接器的接地。通常，这些有背胶的衬垫要靠近缝隙（由加工偏差、不平行或不规则的表面产生的），这样比坚硬的法兰盘设计更加有效。
五、对电源的屏蔽
如果辐射源和敏感源已知，就可以对电源进行屏蔽。引起干扰的器件可包装在拥有模切屏蔽箔的盒子里，在盒子一侧有一可防止短路的绝缘层，在pcb板上焊接一垂直金属带来产生隔室。通过加入一个柔性的可模切屏蔽箔可以使隔室密封，或在靠着金属带压进已有导电面的软泡沫片来实现，。对于后一种方法，仅用一块盖板就可以屏蔽许多隔室。现在大多使用emi滤波器来解决问题。
六、结 语
屏蔽是抑制电磁干扰使其符合标准最快捷的方法。由于不需要长的设计周期，这种屏蔽方案应该是经济的，可以应用于小批量产品，而且对于快速引入市场也是有用的。屏蔽技术可解决高辐射或高敏感度等级设备的问题，也适用于需要的保护等级设备的问题，也使用于需要的保护等级事先难以确定的像标准机壳一样的产品。
【参考文献】
[1]沙菲．机电一体化系统的电磁兼容技术[m]．中国电力出版社，1999．

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