EMI/RFI電纜屏蔽導(dǎo)電熱縮管，問題及解決方案

隨著高速計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的快速增長(zhǎng)和需求，這些設(shè)備對(duì)電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)的敏感度已成為日益突出的問題和挑戰(zhàn)。在如今擁有高級(jí)電子系統(tǒng)的世界，敏感度表現(xiàn)為兩種方式：系統(tǒng)內(nèi)部傳導(dǎo)的EMI／RFI引發(fā)自身功能紊亂；輻射的EMI／RFI引起相鄰設(shè)備功能紊亂。

今天，EMI／RFI控制被認(rèn)為非常重要，以至美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)，歐盟及其它國(guó)家對(duì)電子系統(tǒng)制定了嚴(yán)格的規(guī)則，規(guī)定了允許的EMI／RFI限值。電子設(shè)備制造商要想在全球經(jīng)銷其產(chǎn)品必須執(zhí)行嚴(yán)格的EMC規(guī)則。這些規(guī)則涉及范圍很廣，從對(duì)高級(jí)媒體設(shè)備和計(jì)算機(jī)指令到家電的規(guī)定。
 

設(shè)計(jì)一個(gè)符合EMI／RFI要求的新設(shè)備，可視為另一設(shè)計(jì)任務(wù)。但現(xiàn)實(shí)上這個(gè)任務(wù)可能是很復(fù)雜的。例如，一個(gè)產(chǎn)品樣機(jī)EMI／RFI性能完全不同于實(shí)際產(chǎn)品。直到試制設(shè)備已經(jīng)制造和測(cè)試時(shí)制造商可能發(fā)現(xiàn)新設(shè)備EMI／RFI達(dá)不到允許值。

1屏蔽電纜

屏蔽電纜通常用于減少EMI／RFI，而EMI／RFI通常出現(xiàn)在屏蔽電纜和連接器的連接處。通常解決辦法是采用金屬或金屬化塑料連接器和把電纜屏蔽層焊接到連接器，或用另一種方法，用銅帶纏繞連接處，然后將銅帶焊接到電纜屏蔽層。即使這些方法起作用，但它們既費(fèi)錢，勞動(dòng)強(qiáng)度又大，屏蔽性能也不穩(wěn)定。在非常壞的情況下，電纜和連接器連接處可能被不正確纏繞。如果銅帶沒有蓋住哪怕一小部分連接處，該處便會(huì)發(fā)射不可接受的高EMI／RFI輻射。當(dāng)試圖修復(fù)時(shí)又可能撕裂電纜的屏蔽薄膜，導(dǎo)致整個(gè)電纜報(bào)廢。而且，如果電纜連接器連接處不是干擾源，解決屏蔽問題可能會(huì)更困難。

2熱縮管

解決這些電纜連接問題的一個(gè)方案是使用內(nèi)壁涂有金屬化導(dǎo)電層的屏蔽導(dǎo)電熱縮管。內(nèi)涂層提供圍繞連接處的電連接和EMI、RFI和ESD屏蔽。該產(chǎn)品很容易、經(jīng)濟(jì)地解決許多EMI／RFI問題。不需設(shè)計(jì)師、工程師或使用者有更深的關(guān)于電磁輻射頻率干擾和屏蔽問題的知識(shí)。使用時(shí)，將合適直徑的熱縮管套于需屏蔽的元件或部件上，用加熱槍、烘箱或別的傳統(tǒng)加熱設(shè)備對(duì)熱縮管加熱，熱縮管收縮后，內(nèi)表面金屬化涂層提供給屏蔽體電連接，所以產(chǎn)生了100％有效的360°圓周上的屏蔽。

熱縮管無(wú)需焊接。該管為多用途聚烯烴管。符合MIL-STD-R-46846嚴(yán)格的宇航工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)漏氣性的需求，如ASTME-595 NASA SPR-0022A和ESA PSS-010702，這些標(biāo)準(zhǔn)包括失重條件下宇宙飛船用聚合物的真空穩(wěn)定性和收集的易揮發(fā)凝結(jié)材料。它可用于可焊和不可焊的如壓印金屬、鍍層，屏蔽涂層表面。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑從1/8”到5”但特定的材料是為專門的項(xiàng)目應(yīng)用的。
 

屏蔽導(dǎo)電熱縮管提供小于1Ω/英寸的低阻屏蔽，屏蔽效果隨管徑和頻率而變化(如圖1)，使用溫度范圍-55℃~135℃。

這些符合EMC需求的熱縮管由6英寸長(zhǎng)，內(nèi)徑分別為1/4”、3/8”、1/2”、3/4”和1”組成。作為配套元件用于典型的和試驗(yàn)性生產(chǎn)環(huán)境很理想，而且是按需定產(chǎn)。

3多用途舉例

熱縮管及其屏效的多用途已經(jīng)在許多應(yīng)用中得到了證明。

一個(gè)應(yīng)用是在消防員的高技術(shù)頭盔里，制造商發(fā)展了一種結(jié)合先進(jìn)夜視熱感技術(shù)的新設(shè)計(jì)。信息以兩種方式進(jìn)入頭盔，但在制造頭盔時(shí)，在完工的產(chǎn)品中各種電子系統(tǒng)離得很近，相互干擾。串話干擾太嚴(yán)重，使得幾個(gè)元件不可能同時(shí)工作。

圖1不同直徑熱縮管的屏效

用熱縮管包裹頭盔內(nèi)部電纜很容易就解決了串話干擾問題，這個(gè)簡(jiǎn)單的方法避免了常規(guī)電纜屏蔽和金屬機(jī)殼的設(shè)計(jì)和制造，降低了頭盔的復(fù)雜性和重量。熱縮管也可經(jīng)受消防人員離開燃燒建筑和嚴(yán)格環(huán)境的劇烈熱變化。

另一制造商用一個(gè)RJ45電話插口設(shè)計(jì)了一個(gè)電纜組件，其上有一環(huán)形金屬孔作為溢流冒口。在該組件中不規(guī)則的形狀——矩形插口和圓形金屬孔，產(chǎn)生了EMI/RFI問題，兩者均需屏蔽。不規(guī)則形元件組合是很難屏蔽的，通過(guò)將一個(gè)熱縮管套在整個(gè)組件可解決該問題。一旦收縮到尺寸，熱縮管套解決了噪聲問題。

一家農(nóng)業(yè)傳感系統(tǒng)制造商為其一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和安裝傳感器，可是當(dāng)傳感器和其相關(guān)電路板安裝時(shí)，EMC測(cè)試顯示EMI/RFI性能超標(biāo)，此時(shí)使制造商為難的是已經(jīng)作了在儀器里詳細(xì)調(diào)查，為該項(xiàng)目設(shè)計(jì)新的外殼經(jīng)費(fèi)不允許。簡(jiǎn)單方法是將傳感器和電路板放在一個(gè)專門的薄壁熱縮管中，由于這一解決方案，整個(gè)組件可放人原來(lái)的機(jī)殼，解決了EMI/RFI問題，裝配原來(lái)的機(jī)殼也未損失很多錢。

4結(jié)論

雖然不是所有的EMI/RFI電纜屏蔽問題都可用安裝一個(gè)熱縮管這樣的單一產(chǎn)品可以解決，但它對(duì)EMC問題是有效的和容易實(shí)現(xiàn)的方法。

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