电磁兼容性

电磁兼容性

电磁兼容性确保电子设备在运行过程中既不会产生电磁干扰,也不会受到电磁干扰的影响。

什么是电磁兼容性? 电磁兼容性 (EMC) 的定义是衡量设备既不传导也不辐射电磁能量能力的指标。同时,设备本身也不应对来自任何其他源的传导或辐射发射产生敏感性。与干扰相关的电磁波最重要的两个特性是波的幅度和频率。

电磁兼容性设计

应在设计早期就考虑EMC,从精心规划PCB和元器件布局、确保良好信号完整性开始。在设计中应预留用于外壳接缝、盖板、I/O连接、门板等位置的EMI垫片安装空间。

干扰控制

控制干扰因素的三种主要方式包括:

  • 采用滤波技术滤除不需要的频率,从而防止其沿信号线和输入线传播。
  • 通过精心的电路设计和元器件布局降低波的幅度。
  • 通过采用合适的元器件和材料进行EMI屏蔽,防止设备向外或从外部产生辐射发射。

 

实现良好设计的第一步是在设备的输入和输出线路中加入低通LC滤波器。这些滤波器可将沿线路传播的干扰引导至接地。

 

接下来需要通过精心的PCB布局,并在必要时采用金属屏蔽,确保具有辐射能力的各个功能区域相互隔离。

 

随后需要对设备进行屏蔽,以防止电磁辐射的进入或泄漏。这一点通过使用合适的导电垫片来实现。

EMI屏蔽

任何外壳的EMI屏蔽都涉及其所有内部和外部开口以及部件。

 

这些开口包括盖板、面板和门。相关部件包括面板仪表、显示器、指示灯、连接器、开关、电位器等。

 

外壳EMI屏蔽是否成功取决于对可用屏蔽材料的正确选型和应用。

 

为此,TE Connectivity能够就与您的问题相关的合适材料为您提供建议。

电气

电气要求通过测量来确定在指定频段内满足相关规范所需的衰减水平。目录中给出的数据说明了在正确安装条件下,各种材料的典型衰减随频率变化的关系。这些数据均由独立测试加以验证。

有效屏蔽

实现设备有效屏蔽有多方面原因。其中较为重要的益处包括:

  • 最大限度降低辐射,从而防止对其他敏感区域或设备造成干扰。
  • 将辐射降低到对人身安全无害的水平,例如微波炉。
  • 防止设备内部产生不必要的反射,从而避免设备误动作。
  • 确保与金属外壳之间的电气和机械兼容性。
  • 满足本地和国际EMC法规要求。

机械

在安装屏蔽垫片时,机械方面的考虑至关重要。

 

EMI屏蔽外壳的设计应以必然需要垫片为前提来进行。如果在后期确定某种垫片不需要,去除相对容易。但如果最初未为垫片预留空间而后期又需要,则实施垫片的修改将既耗时又昂贵。

 

当实现连续的金属对金属接触时,可获得最有效的屏蔽效果。任何外壳法兰的金属表面在未达到极高加工公差的情况下,都不可能完全平整。垫片的作用是补偿表面之间可能存在的差异。因此,应根据外壳或面板的制造公差来选择垫片材料类型和厚度。

 

为确保金属对金属接触,设计中应尽可能加入防止垫片过度压缩的结构,以保证压力分布均匀。

 

在安装导电垫片时,所有接触表面必须无污染并具备良好导电性,这一点非常重要。因此,表面必须无油漆、油脂等污染物,并在安装垫片前彻底清洁。

化学

在电解质(例如海水)存在的情况下,两种不同金属会形成类似电池的效应并产生电流。这种效应可能引发腐蚀,并影响垫片材料的电阻率,从而降低其效率。为减少或防止电偶作用,选择相互兼容的金属至关重要。

环境

设备往往需要在湿气进入会危及系统正常运行的环境条件下工作。为防止这种情况,可在外壳设计中加入额外的非导电垫片作为环境密封。

 

更为实用的解决方案是使用同时集成环境密封功能的EMI屏蔽垫片。此类垫片具有多种类型可供选择。