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屏蔽材料的壓縮量對輻射發(fā)射的影響

嘉峪檢測網        2024-01-28 21:00

本次我們就屏蔽材料的壓縮量對輻射發(fā)射的影響舉例分析。
 
1、現象描述
 
某產品為居住環(huán)境所用產品,輻射發(fā)射必須要求符合EN55022的 CLASS B限值。測試時發(fā)現,在120MHz附近有多個超標的頻點,其幅頻曲線如下圖所示:
 
究竟是什么原因導致的呢?通常要會從以下方面去分析:
 
首先插拔線纜,測試輻射是否來自線纜。
 
如果不是來自線纜,可以用近場探頭測試是否來自縫隙。
 
如果來自縫隙的話,就可以針對縫隙來解決超標問題了,如改變縫隙大小,保持縫隙處金屬搭接良好。
 
還可以通過切斷輻射源來解決問題,通過近場探頭找到板卡中的輻射源,分析是Layout問題還是其它問題,并進行針對性整改,如前面介紹的晶振對輻射發(fā)射的影響。
 
2、原因分析
 
根據第一章節(jié)介紹的問題解決思路,首先拔去所有外接線纜,發(fā)現輻射結果依然和之前一樣超標,所以可以判斷輻射并非來源于線纜。
 
其次用近場探頭進行探測發(fā)現,在該產品的模塊安裝處的輻射最大,其結構安裝示意圖如下所示:
 
 
在圖中可以看出,模塊和底板都是被屏蔽的,據了解底板與模塊互聯(lián)處也用導電膠條進行了屏蔽處理,并且導電膠條和底板的金屬完全“360°”(注意此處360°加了引號)搭接。
 
理論上分析,這是一個很好的屏蔽設計,導電膠條的使用,使得模塊的屏蔽體和底板的屏蔽體形成一個完整的屏蔽體。
 
既然已經是一個良好的屏蔽體,但是為什么用近場探頭還是能夠測得到輻射超標呢?
 
經過查看發(fā)現,導電膠條在兩個屏蔽體(底板屏蔽體和模塊屏蔽體)之間的搭接并不理想,存在阻抗不連續(xù)或者等效為結構意義上的縫隙。
 
改用較厚的導點膠條之后,輻射發(fā)射測試通過,說明原來的導電膠條在兩個屏蔽體之間的壓力不夠,從而使得導電膠條的壓縮量不夠,搭接點壓力和阻抗成負相關,如下圖所示:
 
壓力越大,阻抗越小,最后保持阻抗穩(wěn)定。
 
兩個屏蔽體搭接示意圖如下所示:
 
導電膠條具有一定的可壓縮性,從以上圖中可以看出,在受到的壓力較小時,肉眼很難看出是否有縫隙,用萬用表也無法測試是否阻抗不連續(xù)(因為萬用表測的是直流阻抗,在高頻下的阻抗無法測得)。
 
搭接點的等效電路如下所示:
 
從等效電路可以看出,搭接點等效為電感、電阻、電容的串并聯(lián)。
 
如果壓縮量不夠,存在一定的縫隙,在高頻時,阻抗就會很大。
 
如下圖所示,在搭接點之間有共模電流流過時,就會產生較大的共模電壓,這個電壓會驅動等效為天線的縫隙,從而形成共模輻射。
 
 
3、處理措施
 
處理措施中除了將導電膠條加厚增加在兩個導體之間的壓縮量之外,還可以在導電膠條厚度不變的情況下通過將底板PCB墊高來增加壓縮量來實現,如下圖所示:
 
 
 
那處了以上措施還有其它措施嗎?
 
答案是肯定的,從EMC的三要素(騷擾源、傳播路徑、敏感設備)來分析,例如還可以通過分析輻射源,將根源消除,從根本上來消除輻射。
 
修改優(yōu)化后的輻射頻譜圖如下,順利通過。
 
4、思考和啟示
 
經過上面的分析,我們可以得到如下啟示:
 
使用導電膠條、泡棉、襯墊之類的屏蔽材料時,不但要保證接觸面上的導電性良好(接觸面去除所有漆), 而且還要保證屏蔽材料一定的壓縮量,但是要注意材料的壓縮限位問題,任何材料受到過量壓縮時都會損壞。損壞后,彈性變得很差,也就相應地失去了密封作用。
 
使用屏蔽材料時,同時也要注意接觸面的清潔,并防止材料的腐蝕。
 
否則,接觸面的導電性降低,屏蔽效能也會相應地降低。
 
另外,襯墊與屏蔽體基體之間發(fā)生電化學腐蝕的一個必要條件是潮氣和腐蝕性氣體。因此, 防止腐蝕的一種方法就是用一層密封材料將襯墊與環(huán)境隔離開。
 
縫隙也等效為天線。
 
通常,搭接點之間的直流電阻要小于2mΩ,一個EMC觀點上搭接良好的等電位系統(tǒng),一定要保證等電位的任何兩點間電阻小于 25 mΩ。
 
 

 
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來源:電子工程師之家

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