解决电磁兼容问题的关键技术：电磁屏蔽

一前言

屏蔽是解决电磁兼容问题的关键技术。电磁屏蔽的方法就是以金属或者磁性材料来隔离电磁干扰由一个区域向另一个区域感应或辐射传播。一般分为两种类型：一种是静电屏蔽，主要是防止静电场和恒定磁场的影响。另一种是电磁屏蔽，用于防止交变电场、交变磁场、交变电磁场的影响。本篇主要学习电磁屏蔽。

二低频磁屏蔽和高频磁屏蔽

磁屏蔽是用来隔离磁场耦合的措施。低频磁屏蔽比较困难，因为由于频率低，不利于吸收损耗，且由于是磁场源，波阻抗低，又不利于反射损耗。在这种情况下，仅仅谈吸收损耗和反射损耗，有可能没有很好的效果。可以从低磁阻通路角度入手，利用高磁导率材料人为形成磁力线通路，改变磁力线的方向或范围。起到隔离作用以及改变源和回路的相对方向，使其尽量不要相互垂直（只有垂直于回路的磁通量分量才感应电压）。高磁导率对于低频能提高吸收损耗，如钢、镍铁合金、坡莫合金，但是随着频率的升高，这些材料的磁导率会降低，所以频率较高时，高导电率的铜或铝会更加有效。在应用的过程中，对于高磁导率材料，还需要考虑饱和问题，特别是高场强中。

高频磁屏蔽，一方面依赖吸收损耗，二是利用高电导率屏蔽体产生的涡流效应，涡流会在导体中产生热量，导致能量损耗，这部分损耗实际就是对电磁场的衰减。交变磁场的频率越高和导体的电阻率越小，损耗就越强。另外涡流本身也会产生磁场，而且这个磁场的方向恒与干扰磁场的方向相反，对原磁场进行一些抵消。

三关于“随着频率的升高，磁导率会降低”的思考

磁导率=B/H,一个磁感应强度，一个是磁场场强，跟频率是相互独立的，所以一开始读者对这个说法产生了怀疑。经过查资料，证实这个说法是正确的。要说明这个问题，需要说到:

四关于高磁导率材料在强磁场中的饱和问题

磁饱和的含义：磁性材料的一种物理特性，指的是导磁材料由于物理结构的限制，所通过的磁通量无法无限增大，从而保持在一定数量的状态。当饱和时，导磁材料中的磁通无法再发生变化，也就丧失了屏蔽效能。

当要屏蔽的磁场很强时，使用高磁导率材料容易发生饱和，但使用低磁导率，吸收损耗又不够。这时可以采用双层屏蔽，如下图。

第一层屏蔽具有低磁导率，不易饱和，第二层屏蔽具有高磁导率，容易饱和。第一层屏蔽先将磁场衰减到适当强度，这样第二层就不容易饱和。

为什么高磁导率更容易发生饱和？磁化曲线是用图形来表示铁磁材料在磁化过程中磁感强度B与磁场强度H之间关系的一种曲线，又叫B-H曲线。这种曲线可以通过实验方法测得。B与H之间存在着非线性关系。当H逐渐增大时，B也增加，但上升缓慢。当H继续增大时，B急骤增加，几乎成直线上升，当H进一步增大时，B的增加又变得缓慢，达到饱和。即高磁导率材料B斜率更大，更容易发生饱和。

五结语

电磁屏蔽相比静电屏蔽较为复杂抽象。低频时，高磁导率材料屏蔽效能高于高电导率材料。频率较高时，高电导率屏蔽效能更好，因此可以在高导磁率材料上面涂覆高电导率材料；磁屏蔽效能与材料的厚度、磁导率成正比，与其他尺寸成反比，如长度的增加会增加磁阻；磁场很强时，要注意磁饱和，可以采用多层屏蔽。

责任编辑：xj

原文标题：最强学习笔记之屏蔽设计 Ⅲ

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