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專業專注工業設計-產品制造加工-產品結構解決方案
產品外殼設計與產品EMC結構設計和要求-右手工業設計
2022-08-29
1、屏蔽的商業必要性;  2、屏蔽的概念;

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

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

   從屏蔽來看,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孔:開孔直徑在最高內頻的1/20~1/50λ(波長)以下。

  6. 低頻(磁場)屏蔽 7. 端波導

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

  10. 通風(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.板級電磁屏蔽

  一、屏蔽的商業必要性

  項目應在規劃階段考慮屏蔽,以便將屏蔽措施的成本降至最低。

  如果等到問題暴露出來,那么就需要付出相當大的代價。

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

  PCB需要注意以下兩點:

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

        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 SE 屏蔽效能的要求。

  2.屏蔽的概念

  屏蔽相當于一個濾波器,放置在電磁波的傳播路徑上,對一部分頻段形成高阻抗。 阻抗比越大,屏蔽效果越好。

  對于一般金屬來說,0.5mm的厚度可以對1MHz的電磁波產生很好的屏蔽效果,對100MHz的電磁波可以有很好的屏蔽效果。 問題是薄層金屬屏蔽小于1MHz或者對于氣孔,屏蔽效果不好。  ,本文重點介紹這方面。
4.趨膚效應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深度(頻率越高,深度越淺,趨膚越多); 從傳導的角度看,趨膚效應預計有較深的趨膚深度,這意味著導線的利用率高; 但是對于屏蔽,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...

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

  5. 毛孔

  如果整個屏蔽罩殼是無縫無孔的,對于30MHz的電磁波達到100dB的衰減效果并不難。 問題是它們不是無縫的:



 

  10、通風孔的屏蔽

  通風口有兩種形式:

  (1)金屬網格(類似于蜂窩鋁板)

        (2) (最多) 波導

 

  外殼和布局設計中的散熱注意事項:

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

  布局要注意以下幾點: DSP 和 FPGA 需要考慮一些散熱問題。

  1、晶振、CPU、內存等對溫度敏感的器件應盡量放在上風向,遠離發熱器件;

  2、對于大型發熱器件,可考慮采取散熱片、熱管、風扇、導熱硅脂、導熱墊等措施,盡量將熱量引導至外殼或加速散熱。

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

  4、機殼設計中的進風口和加熱裝置沿風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大,以保證出風均勻 并避免風從縫隙中加速流出。

  外殼設計中還包括:

  1、針對外殼開孔的問題,盡量開小圓孔,避免細孔;

  2、外殼標示的材質,包括自身材質和外殼表面材質,部分涂層可以增強屏蔽效果;

  3、機殼的安裝布置還應考慮良好接地的需要,避免在表面形成靜電。

  4、外殼各層之間應保證良好的接觸,即良好的搭接。 可以使用銅網、導電橡膠、金屬鎖等來保證接觸良好。
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