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凡亿专栏 | 如何对产品结构进行磁场屏蔽设计?
如何对产品结构进行磁场屏蔽设计?

工程师在对产品结构进行电磁兼容性设计,一般可分为电场屏蔽和磁场屏蔽,上文我们提到过电场屏蔽,今天我们来谈谈磁场屏蔽,希望对小伙伴们有所帮助。

磁场屏蔽通常指低频磁场(DC~100KHZ)。主要依赖高磁导率材料所具有的低磁阻,对磁通起着分路的作用,使屏蔽体内部的磁场大大减弱。

磁场屏蔽效能在理论上为:SE=(Rs+RO)/Rs

式中Rs :屏蔽体的磁阻;RO :空气磁阻

磁阻 Rs=S/(μA)

式中S:磁路长度;A:此路截面积

对上述计算公式进行分析,提高屏蔽效能的主要措施有:

a、高磁导率的材料;

b、增加屏蔽体壁厚,即增加磁路的截面积;

屏蔽盒一般由板料用钣金工艺加工或冷冲成型,结构上难免含有接缝或通风、观察孔等。接缝和孔洞的存在都会引起屏蔽体磁阻的增加,降低屏蔽效能。

工程.上常用措施如下:

a、 屏蔽对象的选择。由于整体做低频磁屏蔽比较困难,所以一般选择对低频磁场干扰源进行屏蔽。比如开关电源、电感线圈等。

b、屏蔽材料的选择。镀锌钢板性价比较高,铍镆合金性能最好。在强磁场中需选用磁饱和性能较高的材料,如硅钢。

c、屏蔽体的接缝要与磁通流经方向尽可能平行,降低磁阻。下图为铁芯电源变压器的屏蔽盒示意图。

1.png

d、屏蔽盒上的通风孔应顺磁通方向。如下示意图

2.png

e、接缝的连接工艺及结构对屏蔽效能影响也较大。一般接缝处盖板和盒体之间的重叠部分为9mm,点焊间距为12mm时,接缝对磁屏蔽效能的影响可以不予考虑。螺钉连接时,也应该有尽可能多的重叠和尽可能小的螺钉间距。示意图如下:

3.png

需要特别注意的一点是,铁磁性材料- -般对机械应力较为敏感,因为机械应力的存在将使磁性材料的磁导率大大下降。磁屏蔽体必须在机械加工全部完成之后进行退火处理。

当屏蔽效能要求较高时,可以采用双层屏蔽结构。


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