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摘要：在电气及电子设备应用水平不断提升的背景下，电磁兼容限值要求不断提升。本文以某开关电源的电磁兼容试验为例，在对电磁兼容设计概述的基础上，依托屏蔽技术分析，阐述了屏蔽方法的具有应用，以此为相关设计提供参考。
关键词：电磁兼容；屏蔽方法；应用
电磁兼容是基于电气及设备运行中产生的相互干扰现象产生的，其概念是指在电磁环境中，相关设备或者系统能够保持相应的工作状态，并且对范围内的其他事物避免产生电磁干扰现象的技术。电磁兼容设计在雷达信号处理、工业生产和科学研究等各个方面都有着广泛应用，为电气设备稳定运行奠定坚实基础。
1、电磁兼容设计概述
1.1 电磁兼容设计的目的
电磁兼容设计的目的可以从两个方面阐述，一方面是设备或系统运行中，其不能产生超出电磁兼容相关规范标准，确保设备能够保持良好的运行状态。二是要保证设备或系统本身不受其他设备运行的干扰，并且不对其他设备运行产生对应的干扰[1]。通过这两方面目的的达成，能够有效避免电磁干扰现象对系统正常工作带来的负面影响，确保系统安全稳定运行。
1.2 电磁兼容设计的方法
针对不同电磁干扰现象产生的机理，电磁兼容设计的方法也有多种，简单来说，这些方法主要分为保护、滤波、隔离、分离和屏蔽等几种。这些方面的基本原理有所差异，具有应用的方面也有所不同，但是其应用目的都是为了降低干扰现象产生、阻断干扰现象产生的途径，提升设备抗干扰能力。其中屏蔽方法的应用，主要是采用空间或者遮挡隔离措施，对电缆或者接插件等进行屏蔽。例如在雷达信号处理系统中，就会产生明显的电磁干扰现象，在系统设计中，就必须综合考虑电磁干扰现象产生的具体原因，采用针对的设计方法进行处理。
2、屏蔽技术概述
2.1 屏蔽性质的分类
屏蔽性质的分类可以从电磁场性质和屏蔽体结构类型两个角度进行分析。依照电磁场性质划分，可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽三种形式，三种不同形式的划分，需要在进行屏蔽技术应用中采用对应的抗干扰措施处理。依照屏蔽体结构则可以分为完整屏蔽体、非完整屏蔽体及编制屏蔽等。屏蔽性质的划分，是进行屏蔽设计的重要依据。
2.2 屏蔽技术原理
在屏蔽技术应用中，磁场屏蔽和电磁场屏蔽原理有所不同。磁场屏蔽需要对高频磁场和静磁场两种形式分别采用不同的处理方式，高频磁场会在屏蔽壳表面产生涡流现象，因此可以采用反磁场来增强屏蔽体旁边的磁场，从而使磁力线绕行通过。静磁场的处理则是利用高磁导率的材料，将磁力线封闭在屏蔽体内。电磁场屏蔽的原理是电磁波在到达金属屏蔽体时，会产生反射和吸收作用。由于反射作用机理的影响，如果频率越低，反射现象就越严重。
2.3 屏蔽效应
在不同的设备类型中，频率分布会存在明显差异，对于不同的情况应当采用不同的屏蔽方式。
例如电缆的电磁现象就可以利用金属管道、铜编织带或者聚脂薄膜等进行屏蔽处理，而电子元件则可以采用导电的外壳进行屏蔽。在直流电或者低频电场中，对于一些较为灵敏的元件，则主要是通过布置高导电性材料来达到静电屏蔽的目的，通过这些材料的接地处理，能够实现等电位以确保系统能够正常运行。根据电场屏蔽效应公式计算，如果在屏蔽前后的电场屏蔽效应值小于20dB，能够起到减小部分电磁场的作用；如果效应值在20-80dB之间，则电磁场会衰减到正常范围内，起到良好的屏蔽效果[2]。
3、屏蔽方法的应用和优化
在目前大多数对电磁兼容要求比较严格的生产和工作场景中，屏蔽体起着较为明显的作用。首先来说，屏蔽体能够将元器件、电路和组合件等各个组成部分中的干扰源包围起来，以此能够有效防止干扰信号向外传播。其次是通过对接收电路、设备或系统的屏蔽处理，能够避免外界电磁场对其正常运行的影响。屏蔽体主要是基于反射原理运行的，能够通过吸收和反射电缆、元器件及电路等内外部电磁波，有效弱化电磁干扰现象的产生。但是在实际应用中，为了达到更好的电磁兼容效果，通常是将屏蔽措施与搭接同时应用。搭接数利用金属表面的低阻抗电气连接达到降低电磁干扰的目的，但是由于不同应用场景中结构体设计模式不同，通常无法直接进行搭接处理，还需要借助密封衬垫来辅助处理。
电磁密封衬垫的选择，需要考虑如下几个方面因素：一是屏蔽的性能要求，环境的密封状态，安装结构要求和综合成本等。在综合考虑这些因素的基础上，能够选择更加优化的衬垫，从而更好的保持系统运行的电连续性。从理论层面而言，全封闭的单一金属壳体通常是最为优化的电连续性。但是在实际运行中，由于散热孔、出线孔及导体等方面的组件的存在，使得金属壳体中必然会存在一定间隙。这就需要在设计方案中强化对电磁兼容屏蔽方法应用的重视程度，通过孔缝的合理设置、信号波长选择、传播方向和搭接阻抗等方面设计，确保屏蔽体功能能够真正体现出来，能够系统能够稳定运行。
在系统运行中，由于屏蔽方法应用与电磁干扰现象无法完全对应，还需要从不用方面对屏蔽系统进行优化，以确保屏蔽效果能够达到最佳，能够满足系统运行更加优化的目的。通常情形下，优化措施可以从屏蔽装置的材料选择、装置的厚度设置和位置变动等方面入手。在材料选择方面，除一些较为常见的材料类型外，还可以选择金属铝板、锰锌铁氧体材料及复合屏蔽等方式处理。正常情形下，装置的屏蔽厚度通常是与屏蔽效果成正比例关系，但是不同材料体具有不同的屏蔽极限值，因此应当选择最为合适的厚度值，以确保屏蔽效果与成本投入达到最为优化状态[3]。同时，在屏蔽方法应用中，还应当通过试验形式，为屏蔽体选择最为合适的位置，要能够结合不同设备运行的实际需要，选择最为合适的屏蔽方法。
4、结束语
在现代电子产品系统运行中，电磁干扰现象愈加复杂，其产生原因也更加多元化，不同组件的干扰现象会对设备正常运行带来多方面的影响。因此在电子设备系统设计和运行中，必须采用不同的屏蔽方法，通过试验方式进行优化，找到最为合适的屏蔽方法。以此不仅能够有效提升电子设备稳定运行水平，还能够尽量避免系统运行对周边设备的干扰，实现最为优化的运行目的。
参考文献
[1]陈希艳,杨兴超,张占营,秦海晶,徐洋涛,陈威立.电磁兼容中的屏蔽方法应用[J].集成电路应用,2020,37(09):40-41.
[2]韩艳霞.电磁屏蔽技术在产品结构设计中的应用研究[J].机电信息,2020(23):102-103+105.
[3]赵辉. 谐振式无线电能传输系统电磁安全性与屏蔽技术研究[D].兰州理工大学,2020.