用于 EMI/RFI 電纜屏蔽的導電熱縮管

熱縮管可以提供通用的 EMI 屏蔽解決方案。
 

隨著高速計算機和數據通信設備的激增和需求的增加，此類設備對電磁干擾 (EMI) 和射頻干擾 (RFI) 的敏感性已變得越來越復雜，也帶來了更高的挑戰。在當今復雜的電子系統世界中，這種敏感性通常以兩種方式之一表現出來：導致系統內部故障的傳導 EMI/RFI，或導致附近其他設備故障的輻射 EMI/RFI。

如今，EMI/RFI 控制被認為非常重要，以至于美國、歐盟 (EU) 和其他國家/地區的聯邦通信委員會 (FCC) 實施了嚴格的指導方針，強制要求電子系統中允許的 EMI/RFI 限制。電子設備制造商如果希望在全球范圍內銷售其產品，則必須遵守嚴格的 EMC 認證規定。法規相當全面，從涵蓋復雜醫療設備和計算機的指令到規范普通家居用品的指令。

將 EMI/RFI 合規性設計到新設備中似乎只是另一項設計任務；但實際上，這項任務可能會變得相當復雜。例如，產品原型的 EMI/RFI 性能可能與實際生產單元的性能完全不同。制造商可能會發現新設備不符合 EMI/RFI 標準，直到試生產單元已經構建和測試。

屏蔽電纜

屏蔽電纜通常用于緩解 EMI/RFI，而 EMI/RFI 問題經常發生在屏蔽電纜與其連接器之間的連接處。常見的解決方案包括使用金屬或金屬化塑料連接器并將電纜屏蔽層焊接到連接器上，或者用銅帶包裹連接點，然后將其焊接到電纜屏蔽層上。盡管這些類型的解決方案可能有效，但它們成本高、勞動強度大，并且會產生不一致的屏蔽性能。在更壞的情況下，屏蔽電纜和連接器之間的連接處可能纏繞不當。如果銅帶無法覆蓋結點的一小塊區域，則電纜組件可能會發出高得無法接受的 EMI/RFI。維修嘗試可能會撕裂或撕裂電纜的箔屏蔽層，從而使整條電纜無法使用。
 

熱縮管

解決這些電纜相關問題的一種方法是使用屏蔽導電熱縮管，并在管內涂上一層金屬導電油墨。內部涂層在連接的接頭周圍提供電氣連續性和 EMI、RFI 和 ESD 屏蔽。這種管材可以輕松且經濟地解決許多 EMI/RFI 問題，并且不需要設計人員、工程師或用戶對電磁和射頻干擾及其隨之而來的屏蔽問題有深入的了解。

在使用中，將適當直徑的熱縮管簡單地放置在要屏蔽的部件或組件上，然后將熱風槍、烤箱或任何其他常規加熱設備的熱量施加到管子上。管道收縮后，內部金屬層在管道連接的物體的外表面之間提供電氣連接，從而形成幾乎 100% 有效的 360° 圓周屏蔽。

熱縮管無需焊接。該管材是符合 MIL-STD-R-46846 標準的多用途聚烯烴。它符合嚴格的航空航天工業電氣規范，如 ASTM E-595、NASA SPR-0022A 和 ESA PSS-010702，這些規范涵蓋了聚合物材料在航天器應用中質量損失和收集的揮發性可冷凝材料的真空穩定性。它可用于可焊接和不可焊接的表面，例如沖壓金屬、電鍍飾面和屏蔽漆。標準內徑 (ID) 范圍從 3mm 到 120mm，但定制材料可用于特定應用程序。
 

圖 1. 不同直徑熱縮管的屏蔽效能。

屏蔽導電熱縮管提供小于 1 Ω/英寸的低電阻屏蔽。屏蔽效能因管徑和頻率而異（圖 1）。工作溫度范圍為 -55℃至 +135℃。

熱縮管可在 EMC 合規性套件中獲得，該套件由150mm長的6mm、9mm、12mm、19mm和25mm內徑管組成（圖 2 ). 這些套件非常適合用于原型和試生產環境，并且可以根據需要訂購生產數量。
 

圖 2. 熱縮管的不同配置。

多功能性示例

熱縮管的多功能性及其屏蔽效果已在各種應用中得到證明。

一種這樣的應用是它在消防員的高科技頭盔中的使用。制造商開發了一種新設計，將夜視、熱感應和雙向通信等先進系統融入頭盔中。然而，在制造頭盔時，成品中的各種電子系統距離很近，并且相互干擾。由此產生的串擾非常嚴重，幾乎不可能同時使用多個系統組件。

使用熱縮管覆蓋頭盔內部的電纜輕松解決了串擾問題。這個簡單的解決方案避免了定制電纜屏蔽或金屬外殼的設計和制造，從而降低了頭盔的復雜性和重量。熱縮管還能夠承受消防員離開燃燒建筑物內的炎熱環境并進入嚴冬天氣時所經歷的快速熱變化。

另一家制造商設計了一種使用 RJ45 電話插孔的電纜組件。電纜組件中的圓形墊圈起到應力消除的作用。這種配置中的不規則形狀——矩形插孔和圓形索環——會產生 EMI/RFI 問題，并且兩者都必須屏蔽。不規則形狀的組件組合的屏蔽可能非常困難。一個解決方案是通過形成一個可收縮的過渡套來在整個組件上滑動。一旦縮小尺寸，可收縮的靴子就解決了噪音問題。

一家農業傳感器系統制造商為其中一種產品設計并加工了外殼。然而，當傳感器及其相關電路板組裝好后，單元的 EMC 測試顯示出不可接受的 EMI/RFI 性能。制造商在這個階段面臨的困境是他已經在工具上進行了大量投資，而新外殼的設計對項目來說成本過高

簡單的解決方案是將傳感器和電路板放置在一段特殊的薄壁熱縮管內。有了這個解決方案，整個組件仍然可以安裝在現有外殼內，并解決了 EMI/RFI 問題，而不會放棄對原始外殼工具的大量投資。

結論

雖然并非所有 EMI/RFI 電纜屏蔽問題都可以通過單一產品（如熱縮管）解決，但它可以成為應對 EMC 挑戰的經濟高效且易于實施的解決方案。


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