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專業(yè)專注工業(yè)設(shè)計(jì)-產(chǎn)品制造加工-產(chǎn)品結(jié)構(gòu)解決方案
產(chǎn)品外殼設(shè)計(jì)與產(chǎn)品EMC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和要求-右手工業(yè)設(shè)計(jì)
2022-08-29
1、屏蔽的商業(yè)必要性;  2、屏蔽的概念;

  3.電路之間和屏蔽層之間(間距)較大,矩形(或不規(guī)則)屏蔽形狀更好避免共振;

  4、趨膚效應(yīng)(低頻難以阻擋):從電流傳導(dǎo)的角度看,趨膚深度越高,導(dǎo)線利用率越高。

   從屏蔽來(lái)看,希望趨膚深度淺,頻率越高,趨膚深度越淺。 更薄的金屬可以屏蔽更多的電磁頻段;

  50Hz的趨膚深度為5~15mm,難以屏蔽。

  5. 氣孔(高頻難以阻擋):建議選擇圓形或六角形開(kāi)孔:開(kāi)孔直徑在最高內(nèi)頻的1/20~1/50λ(波長(zhǎng))以下。

  6. 低頻(磁場(chǎng))屏蔽 7. 端波導(dǎo)

  8. 導(dǎo)體墊片(用于填縫) 9. 視覺(jué)組件(如顯示器、指示燈、鍵盤)的屏蔽

  10. 通風(fēng)(散熱)孔的屏蔽 11. 涂漆或電鍍塑料屏蔽

  12.非金屬屏蔽 13.屏蔽室安裝 14.板級(jí)電磁屏蔽

  一、屏蔽的商業(yè)必要性

  項(xiàng)目應(yīng)在規(guī)劃階段考慮屏蔽,以便將屏蔽措施的成本降至最低。

  如果等到問(wèn)題暴露出來(lái),那么就需要付出相當(dāng)大的代價(jià)。

  屏蔽措施往往會(huì)帶來(lái)成本和儀器重量的增加。 如果可以通過(guò)其他 EMC 方法解決,則應(yīng)盡量減少屏蔽。  (言外之意就是屏蔽是最后的手段)

  PCB需要注意以下兩點(diǎn):

  1、使電線和元器件盡量靠近一塊大金屬板(金屬底板)(這個(gè)金屬板不指屏蔽體)

        2、使電器元件和線路盡量靠近大地(減少層間信號(hào)的電磁干擾,大地可以吸收部分干擾)。 這樣,即使需要屏蔽,也可以降低對(duì) SE 屏蔽效能的要求。

  2.屏蔽的概念

  屏蔽相當(dāng)于一個(gè)濾波器,放置在電磁波的傳播路徑上,對(duì)一部分頻段形成高阻抗。 阻抗比越大,屏蔽效果越好。

  對(duì)于一般金屬來(lái)說(shuō),0.5mm的厚度可以對(duì)1MHz的電磁波產(chǎn)生很好的屏蔽效果,對(duì)100MHz的電磁波可以有很好的屏蔽效果。 問(wèn)題是薄層金屬屏蔽小于1MHz或者對(duì)于氣孔,屏蔽效果不好。  ,本文重點(diǎn)介紹這方面。
4.趨膚效應(yīng)使低頻干擾難以屏蔽

  趨膚深度

  工程定義從表面到電流密度的厚度下降到表面電流密度的0.368(即1/e)為趨膚深度或穿透深度Δ:



  三種金屬在不同頻率下的趨膚效應(yīng)深度(頻率越高,深度越淺,趨膚越多); 從傳導(dǎo)的角度看,趨膚效應(yīng)預(yù)計(jì)有較深的趨膚深度,這意味著導(dǎo)線的利用率高; 但是對(duì)于屏蔽,希望趨膚深度淺一些,這樣可以用更薄的金屬屏蔽更多的電磁頻段;  50Hz的趨膚深度為5-15mm,很難屏蔽...

  用于屏蔽的金屬應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性,厚度應(yīng)根據(jù)干擾的最低頻率產(chǎn)生的趨膚深度確定。 一般1mm的低碳鋼板或1μm的鍍鋅層就可以滿足一般應(yīng)用。  (這也是實(shí)踐中經(jīng)常看到底盤壁鍍鋅的原因)。

  5. 毛孔

  如果整個(gè)屏蔽罩殼是無(wú)縫無(wú)孔的,對(duì)于30MHz的電磁波達(dá)到100dB的衰減效果并不難。 問(wèn)題是它們不是無(wú)縫的:



 

  10、通風(fēng)孔的屏蔽

  通風(fēng)口有兩種形式:

  (1)金屬網(wǎng)格(類似于蜂窩鋁板)

        (2) (最多) 波導(dǎo)

 

  外殼和布局設(shè)計(jì)中的散熱注意事項(xiàng):

  如果板上有一些功耗較大的器件,在布局板子的時(shí)候要特別注意這個(gè)器件的布局,以及與整體PCB板和外殼的配合。

  布局要注意以下幾點(diǎn): DSP 和 FPGA 需要考慮一些散熱問(wèn)題。

  1、晶振、CPU、內(nèi)存等對(duì)溫度敏感的器件應(yīng)盡量放在上風(fēng)向,遠(yuǎn)離發(fā)熱器件;

  2、對(duì)于大型發(fā)熱器件,可考慮采取散熱片、熱管、風(fēng)扇、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱墊等措施,盡量將熱量引導(dǎo)至外殼或加速散熱。

  3、在散熱的氣流通道上,要保證高熱器件的上風(fēng)道上沒(méi)有電解電容等更高的器件,以免影響后續(xù)的散熱。

  4、機(jī)殼設(shè)計(jì)中的進(jìn)風(fēng)口和加熱裝置沿風(fēng)速垂直方向均勻分布可以加速散熱,但也要避免加熱裝置之間的距離過(guò)大,以保證出風(fēng)均勻 并避免風(fēng)從縫隙中加速流出。

  外殼設(shè)計(jì)中還包括:

  1、針對(duì)外殼開(kāi)孔的問(wèn)題,盡量開(kāi)小圓孔,避免細(xì)孔;

  2、外殼標(biāo)示的材質(zhì),包括自身材質(zhì)和外殼表面材質(zhì),部分涂層可以增強(qiáng)屏蔽效果;

  3、機(jī)殼的安裝布置還應(yīng)考慮良好接地的需要,避免在表面形成靜電。

  4、外殼各層之間應(yīng)保證良好的接觸,即良好的搭接。 可以使用銅網(wǎng)、導(dǎo)電橡膠、金屬鎖等來(lái)保證接觸良好。
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