【经验】一文教你如何设计好一款屏蔽罩?

时间： 2021-08-31 来源：韬略科技

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随着电子科技的发展，电子产品的功能越来越复杂，运行的速度更是突飞猛进，模块与模块之间的距离更近了。从我们的电磁兼容的角度来看，当其中有一个模块产生干扰时有可能对其他模块造成干扰，导致电磁环境的不平衡。也许我们只想知道模块与模块之间是怎么干扰的，如果要分析是怎么干扰的，我们当然还是离不开电磁兼容的三要素干扰源、耦合路径、敏感设备。例如我们的手机的电源模块干扰到我的摄像头，那么根据这个现象我们可以确定干扰源是电源模块，敏感设备是摄像头，耦合路径可分为线缆的传导干扰、空间的耦合干扰，线缆的传导干扰我们可以在靠近干扰源端安装滤波器，空间的耦合我们可以将干扰源屏蔽掉，切断噪声在空气中传播的路径。韬略科技将通过本文讲解如何屏蔽才能达到最好的效果。

一、屏蔽效能的计算

屏蔽体的有效性用屏蔽效能SE来度量。如图1所示当电磁波在穿过一块屏蔽材料时，入射电磁波到达屏蔽体的表面时会发生反射，仅有一部分电磁波能量进入屏蔽体。在这个界面损失的能量定义为反射损耗用图中的R1表示。进入屏蔽体的电磁波在传输过程中不断衰减，幅度不断减小，在该过程中损失的能量定义为吸收损耗图中用A表示。电磁波到达另外一个界面时又会产生反射定义为多次反射损耗图中用R2，仅有少部分能量穿出屏蔽体图中用B来表示，其中B为负数。因此，电磁波经过屏蔽体后，总的衰减量为R1+A+R2。显然，这就是屏蔽体的屏蔽效能。

图1 电磁波穿过屏蔽体时的能量损耗图

1. 反射损耗的计算

图2 反射损耗计算公式图

从上图2的公式中可以看出，对于特定的屏蔽材料（Zs一定），被屏蔽的电磁波的波阻抗越高，则反射损耗越大；对于确定的电磁波（Zw一定），屏蔽材料的阻抗越低，则反射损耗越大。屏蔽材料的阻抗计算方法为：

f = 入射电磁波的频率（Hz）、μr= 相对磁导率、σr =相对电导率。

电场波：屏蔽体距离辐射源越近，反射损耗越大。

磁场波：屏蔽体距离辐射源越远，反射损耗越大。

2.吸收损耗

图3 吸收损耗计算公式图

当电磁波在介质中传播时，无论电场还是磁场，它们的幅度都是按照指数规律衰减：

电磁波衰减为原始强度的1/e或37%时所传播的距离称为趋肤深度。趋肤深度的计算公式：

其中相对磁导率和相对导电率是负相关关系，二者不可兼得，当其它条件不变下，我们必定选择增大磁导率来增大吸收损耗，因为增大磁导率下导电率不是成直线型下降的。从吸收损耗的公式可以得出以下结论：

（1）屏蔽材料越厚，吸收损耗越大，厚度每增加一个趋肤深度，吸收损耗增加约9dB。

（2）屏蔽材料的磁导率越高，吸收损耗越大。

（3）屏蔽材料的电导率越高，吸收损耗越大。

（4）被屏蔽电磁波的频率越高，吸收损耗越大。

3.影响因素

（1）总得来说影响反射损耗的主要因素有：电磁波类型、距离、频率。

（2）影响吸收损耗的主要因素有：趋肤深度、频率、导电率、磁导率。

二、 EMC常用的屏蔽材料

图4 EMC常用的屏蔽材料

总的来说我们想要选一款屏蔽效果好一点的屏蔽罩，需要尽量的增大屏蔽罩的反射损耗和吸收损耗，两个起到决定性的作用，同时兼顾材料的成本，设计出性价比高的屏蔽罩。

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