一前言

屏蔽是解決電磁兼容問題的關(guān)鍵技術(shù)。電磁屏蔽的方法就是以金屬或者磁性材料來隔離電磁干擾由一個區(qū)域向另一個區(qū)域感應(yīng)或輻射傳播。一般分為兩種類型：一種是靜電屏蔽，主要是防止靜電場和恒定磁場的影響。另一種是電磁屏蔽，用于防止交變電場、交變磁場、交變電磁場的影響。本篇主要學(xué)習(xí)電磁屏蔽。

二低頻磁屏蔽和高頻磁屏蔽

磁屏蔽是用來隔離磁場耦合的措施。低頻磁屏蔽比較困難，因?yàn)橛捎陬l率低，不利于吸收損耗，且由于是磁場源，波阻抗低，又不利于反射損耗。在這種情況下，僅僅談吸收損耗和反射損耗，有可能沒有很好的效果。可以從低磁阻通路角度入手，利用高磁導(dǎo)率材料人為形成磁力線通路，改變磁力線的方向或范圍。起到隔離作用以及改變源和回路的相對方向，使其盡量不要相互垂直（只有垂直于回路的磁通量分量才感應(yīng)電壓）。高磁導(dǎo)率對于低頻能提高吸收損耗，如鋼、鎳鐵合金、坡莫合金，但是隨著頻率的升高，這些材料的磁導(dǎo)率會降低，所以頻率較高時，高導(dǎo)電率的銅或鋁會更加有效。在應(yīng)用的過程中，對于高磁導(dǎo)率材料，還需要考慮飽和問題，特別是高場強(qiáng)中。

高頻磁屏蔽，一方面依賴吸收損耗，二是利用高電導(dǎo)率屏蔽體產(chǎn)生的渦流效應(yīng)，渦流會在導(dǎo)體中產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致能量損耗，這部分損耗實(shí)際就是對電磁場的衰減。交變磁場的頻率越高和導(dǎo)體的電阻率越小，損耗就越強(qiáng)。另外渦流本身也會產(chǎn)生磁場，而且這個磁場的方向恒與干擾磁場的方向相反，對原磁場進(jìn)行一些抵消。

三關(guān)于“隨著頻率的升高，磁導(dǎo)率會降低”的思考

磁導(dǎo)率=B/H,一個磁感應(yīng)強(qiáng)度，一個是磁場場強(qiáng)，跟頻率是相互獨(dú)立的，所以一開始讀者對這個說法產(chǎn)生了懷疑。經(jīng)過查資料，證實(shí)這個說法是正確的。要說明這個問題，需要說到:

四關(guān)于高磁導(dǎo)率材料在強(qiáng)磁場中的飽和問題

磁飽和的含義：磁性材料的一種物理特性，指的是導(dǎo)磁材料由于物理結(jié)構(gòu)的限制，所通過的磁通量無法無限增大，從而保持在一定數(shù)量的狀態(tài)。當(dāng)飽和時，導(dǎo)磁材料中的磁通無法再發(fā)生變化，也就喪失了屏蔽效能。

當(dāng)要屏蔽的磁場很強(qiáng)時，使用高磁導(dǎo)率材料容易發(fā)生飽和，但使用低磁導(dǎo)率，吸收損耗又不夠。這時可以采用雙層屏蔽，如下圖。

第一層屏蔽具有低磁導(dǎo)率，不易飽和，第二層屏蔽具有高磁導(dǎo)率，容易飽和。第一層屏蔽先將磁場衰減到適當(dāng)強(qiáng)度，這樣第二層就不容易飽和。

為什么高磁導(dǎo)率更容易發(fā)生飽和？磁化曲線是用圖形來表示鐵磁材料在磁化過程中磁感強(qiáng)度B與磁場強(qiáng)度H之間關(guān)系的一種曲線，又叫B-H曲線。這種曲線可以通過實(shí)驗(yàn)方法測得。B與H之間存在著非線性關(guān)系。當(dāng)H逐漸增大時，B也增加，但上升緩慢。當(dāng)H繼續(xù)增大時，B急驟增加，幾乎成直線上升，當(dāng)H進(jìn)一步增大時，B的增加又變得緩慢，達(dá)到飽和。即高磁導(dǎo)率材料B斜率更大，更容易發(fā)生飽和。

五結(jié)語

電磁屏蔽相比靜電屏蔽較為復(fù)雜抽象。低頻時，高磁導(dǎo)率材料屏蔽效能高于高電導(dǎo)率材料。頻率較高時，高電導(dǎo)率屏蔽效能更好，因此可以在高導(dǎo)磁率材料上面涂覆高電導(dǎo)率材料；磁屏蔽效能與材料的厚度、磁導(dǎo)率成正比，與其他尺寸成反比，如長度的增加會增加磁阻；磁場很強(qiáng)時，要注意磁飽和，可以采用多層屏蔽。

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原文標(biāo)題：最強(qiáng)學(xué)習(xí)筆記之屏蔽設(shè)計(jì) Ⅲ

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