汽車 EMI 屏蔽:使用適當?shù)?EMI 抑制方法控制汽車電子輻射和敏感性,第三部分
電磁兼容設計
· EMC 可以從不同的設計層次來實現(xiàn),例如從芯片級集成設計、PCB、模塊或外殼、互連到軟件控制。根據(jù)特定系統(tǒng)、其電子設計和干擾源的類型,已經(jīng)針對各種 EMI 問題開發(fā)了不同的設計技術。
· 例如,電源瞬態(tài)的 EMC 設計技術需要在所有模塊輸入電源線上提供初級瞬態(tài)保護,以及電路級濾波等二級保護。負載突降瞬態(tài)通常是最大的問題。
· 設計抗噪軟件在控制對電源線瞬變的敏感性方面也非常有效。射頻抗擾度的設計技術是防止不需要的能量到達易受攻擊的電路。這需要對充當天線的電源和 I/O 電纜進行高頻濾波,以及仔細的電路布局和電路去耦。電纜和模塊屏蔽也很有效,但由于成本原因在車輛設計中并不流行。
· 靜電放電 (ESD) 的設計技術是通過瞬態(tài)抑制或 I/O 和電源線上的高頻濾波來限制損壞,并通過局部濾波和去耦、仔細的電路布局甚至屏蔽來限制干擾。許多用于 EMI 發(fā)射和抗擾度的設計技術同樣適用于瞬態(tài)電磁場引起的間接 ESD 效應。
· 電力線領域的設計技術通常以儀器儀表為導向,包括最關鍵電路的局部屏蔽和濾波。EMI 發(fā)射和抗擾度所需的設計技術也將這種威脅降至最低。這通常不是一個嚴重的威脅。
· 輻射發(fā)射的設計技術是通過仔細的電路布局、濾波和接地從源頭抑制發(fā)射,或者通過屏蔽來限制發(fā)射。對于汽車設計,重點通常放在抑制和仔細的電路布局上,因為對于大多數(shù)大批量汽車產(chǎn)品而言,屏蔽成本高且難度大。然而,屏蔽在車輛應用中的使用正在增加。
· 選擇合適的材料
· 許多因素會影響射頻墊片材料的正確選擇。下面列出了一些必須考慮的關鍵問題。該列表已經(jīng)制定了多年,其中包括選擇射頻墊片材料的基本考慮因素,以確保材料達到其廣告規(guī)格。該列表包括:
· · 工作頻率
· 材料兼容性
· 腐蝕性考慮
· EMC 合規(guī)性規(guī)范(SAE、FMC、GM 等)
· 操作環(huán)境
· 載荷和力
· 成本
· 衰減性能
· 存儲環(huán)境
· 油和燃料阻力
· 循環(huán)壽命
· 屏蔽、接地等
· 電氣要求
· 材料厚度/合金
· 空間和重量考慮
· 產(chǎn)品安全
· 可回收性
屏蔽
· 屏蔽是非侵入性的,不影響高速運行,適用于排放和敏感性。它可以是一個獨立的解決方案,但與其他抑制技術(如濾波、接地和適當設計以最小化環(huán)路面積)結合使用時更具成本效益。還需要注意的是,屏蔽通??梢栽谠O計完成后安裝。然而,作為設計過程的一部分,從一開始就將屏蔽設計到設備中會更具成本效益并且通常更有效。重要的是要記住,一旦設備超出原型階段,通常無法輕易添加其他抑制技術。
· 屏蔽的使用可以采取多種形式,從射頻墊圈到 BLS。RF 墊圈在墊圈-法蘭界面上提供良好的 EMI/EMP 密封。理想的墊片表面是導電的、剛性的、電兼容的并且凹入以完全容納墊片。
· 裝在金屬外殼中的設備通常是射頻襯墊材料的理想選擇。當電氣和電子電路位于非導電外殼中時,或者當難以或不可能使用 RF 墊片時,BLS 提供了 EMI 抑制的最佳選擇。正確設計和安裝的 BLS 實際上可以消除整個環(huán)路區(qū)域,因為有問題或受影響的電路將包含在屏蔽內。
· Meta RF 墊片由各種材料制成。標準產(chǎn)品以 BeryCopper 提供,但也可提供磷青銅和不銹鋼。可提供定制設計以滿足特定應用。金屬必須是導電的并且具有良好的彈性。金屬射頻墊片通常具有最大的物理壓縮范圍和在寬頻率范圍內保持穩(wěn)定的高屏蔽效率。CuBe 的導電性最好,具有最好的彈性。考慮到電偶腐蝕,它們可以很容易地電鍍。
· Fingerstock 和彈簧觸點產(chǎn)品非常適合需要頻繁使用的高循環(huán)應用。有數(shù)百種標準形狀可供選擇,以及切割長度和修改標準。Fingerstock 和彈簧觸點在高溫下提供卓越的性能,這在汽車應用中通常是一個問題。
· 為了應對對鈹和其他合金(如 RCC(Cu-Ni-Sn)、Cu-Ti、磷青銅和不銹鋼)處理的日益關注的環(huán)境問題,在某些應用中,它們比 BeCu 更受歡迎。然而,這些替代品的使用進展緩慢,因為它們的性能較差,加上開發(fā)新工具和新設計以提高性能的費用。
· 金屬絲網(wǎng)墊片用途廣泛,是一種常見的屏蔽方式。金屬絲網(wǎng)墊片用途廣泛,有多種流行類型可供選擇,具體取決于屏蔽或環(huán)境要求。針織墊片可由多種金屬線制成,包括蒙乃爾合金、鍍錫銅包鋼或鋁。它們對于低循環(huán)應用具有成本效益,并在寬頻率范圍內提供高屏蔽效率。它們有多種尺寸和形狀可供選擇,針織結構提供持久的彈性和多種安裝選項。它們還提供粘合彈性體墊圈,用于防潮和防塵密封,這在汽車應用中通常是一個問題。流行的產(chǎn)品線包括全網(wǎng),
· 導電布針織提供金屬化尼龍的緊密針跡,提供高效的 EMI 屏蔽,以及光滑、柔軟的表面。在所有其他屏蔽材料和配置中,CuBe Mesh 為一致的點對點接觸提供了極好的彈性,需要最低的壓縮力。
· Elastomer Core Mesh 是將出色的屏蔽性能與高度彈性相結合的最佳解決方案。
· 定向線是一種良好的導電彈性體,其中蒙乃爾或鋁的單獨導電線浸漬到固體或海綿硅膠中。定向線提供 EMI 保護,并在鑄造或機加工表面上提供防潮或防雨密封。





