EMI/RFI電纜屏蔽導電熱縮管,問題及解決方案
隨著高速計算機和數據通訊設備的快速增長和需求,這些設備對電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)的敏感度已成為日益突出的問題和挑戰。在如今擁有高級電子系統的世界,敏感度表現為兩種方式:系統內部傳導的EMI/RFI引發自身功能紊亂;輻射的EMI/RFI引起相鄰設備功能紊亂。
今天,EMI/RFI控制被認為非常重要,以至美國聯邦通訊委員會,歐盟及其它國家對電子系統制定了嚴格的規則,規定了允許的EMI/RFI限值。電子設備制造商要想在全球經銷其產品必須執行嚴格的EMC規則。這些規則涉及范圍很廣,從對高級媒體設備和計算機指令到家電的規定。
設計一個符合EMI/RFI要求的新設備,可視為另一設計任務。但現實上這個任務可能是很復雜的。例如,一個產品樣機EMI/RFI性能完全不同于實際產品。直到試制設備已經制造和測試時制造商可能發現新設備EMI/RFI達不到允許值。
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,但它們既費錢,勞動強度又大,屏蔽性能也不穩定。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,該處便會發射不可接受的高EMI/RFI輻射。當試圖修復時又可能撕裂電纜的屏蔽薄膜,導致整個電纜報廢。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更困難。
2熱縮管
解決這些電纜連接問題的一個方案是使用內壁涂有金屬化導電層的屏蔽導電熱縮管。內涂層提供圍繞連接處的電連接和EMI、RFI和ESD屏蔽。該產品很容易、經濟地解決許多EMI/RFI問題。不需設計師、工程師或使用者有更深的關于電磁輻射頻率干擾和屏蔽問題的知識。使用時,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、烘箱或別的傳統加熱設備對熱縮管加熱,熱縮管收縮后,內表面金屬化涂層提供給屏蔽體電連接,所以產生了100%有效的360°圓周上的屏蔽。
熱縮管無需焊接。該管為多用途聚烯烴管。符合MIL-STD-R-46846嚴格的宇航工業標準對漏氣性的需求,如ASTME-595 NASA SPR-0022A和ESA PSS-010702,這些標準包括失重條件下宇宙飛船用聚合物的真空穩定性和收集的易揮發凝結材料。它可用于可焊和不可焊的如壓印金屬、鍍層,屏蔽涂層表面。標準內徑從1/8”到5”但特定的材料是為專門的項目應用的。
屏蔽導電熱縮管提供小于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,內徑分別為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性生產環境很理想,而且是按需定產。
3多用途舉例
熱縮管及其屏效的多用途已經在許多應用中得到了證明。
一個應用是在消防員的高技術頭盔里,制造商發展了一種結合先進夜視熱感技術的新設計。信息以兩種方式進入頭盔,但在制造頭盔時,在完工的產品中各種電子系統離得很近,相互干擾。串話干擾太嚴重,使得幾個元件不可能同時工作。
圖1不同直徑熱縮管的屏效
用熱縮管包裹頭盔內部電纜很容易就解決了串話干擾問題,這個簡單的方法避免了常規電纜屏蔽和金屬機殼的設計和制造,降低了頭盔的復雜性和重量。熱縮管也可經受消防人員離開燃燒建筑和嚴格環境的劇烈熱變化。
另一制造商用一個RJ45電話插口設計了一個電纜組件,其上有一環形金屬孔作為溢流冒口。在該組件中不規則的形狀——矩形插口和圓形金屬孔,產生了EMI/RFI問題,兩者均需屏蔽。不規則形元件組合是很難屏蔽的,通過將一個熱縮管套在整個組件可解決該問題。一旦收縮到尺寸,熱縮管套解決了噪聲問題。
一家農業傳感系統制造商為其一個產品設計和安裝傳感器,可是當傳感器和其相關電路板安裝時,EMC測試顯示EMI/RFI性能超標,此時使制造商為難的是已經作了在儀器里詳細調查,為該項目設計新的外殼經費不允許。簡單方法是將傳感器和電路板放在一個專門的薄壁熱縮管中,由于這一解決方案,整個組件可放人原來的機殼,解決了EMI/RFI問題,裝配原來的機殼也未損失很多錢。
4結論
雖然不是所有的EMI/RFI電纜屏蔽問題都可用安裝一個熱縮管這樣的單一產品可以解決,但它對EMC問題是有效的和容易實現的方法。
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