Teoría y aplicaciones de blindaje EMI

Una historia clara sobre blindaje en varias aplicaciones

Introducción

Hoy en día, cada empresa en la industria electrónica se enfrenta a CE / EMI demandas. El uso de dispositivos electrónicos está aumentando, al igual que la exposición a una amplia gama de frecuencias. La radiación y la inmunidad deben tenerse en cuenta en las primeras etapas del desarrollo de nuevos productos. En muchos casos, los problemas de EMI no pueden resolverse en el nivel de PCB solo y en su lugar, los recintos y los cables tienen que ser blindados también.

Requisitos legales y otras razones para aplicar protección

El blindaje es una forma rápida de cumplir con los requisitos legales emitidos por organismos como CE o FCC o para prevenir interferencias electromagnéticas. Nuestras soluciones de blindaje son rentables, ya que no requieren un desarrollo lento para poder cumplir con las demandas de EMI. El blindaje se utiliza típicamente en recintos con el fin de aislar los dispositivos eléctricos dentro de ellos de las influencias externas y de los cables con el fin de aislar los cables del entorno a través del cual se ejecuta el cable. Si una empresa pretende que un producto tenga una introducción rápida en el mercado, pero las emisiones superan los límites prescritos, los apantallamientos de fácil aplicación son una solución comúnmente utilizada. Las protecciones pueden utilizarse para aparatos con altos niveles de radiación o sensibilidad, o para productos donde estos niveles no se conocen de antemano, como los recintos modulares. Blindajes se utilizan cuando se trata de las mediciones sensibles que pueden verse afectados por los campos ambientales también. El blindaje es evidentemente un fenómeno ampliamente difundido y la necesidad en la industria electrónica de cumplir con los estándares actuales de emisiones.

Aspectos a tener en cuenta en el diseño de recintos blindados

Materiales y corrosión

Los materiales más baratos para blindaje electromagnético son acero galvanizado y aluminio. Hoy en día se estima que un 90% de todos los gabinetes y recintos están hechos de estos materiales. Por eso hemos desarrollado un material especial, la serie 6800 Amucor Shield . Amucor es compatible tanto con acero galvanizado como con aluminio. Cuando se utiliza el material en una atmósfera corrosiva, es mejor evitar que entre en contacto con acero inoxidable, latón o una capa de cromato de aluminio (alocrom 1200).

La protección contra la corrosión es muy importante para aplicaciones cercanas al mar (debido a la sal) y en aplicaciones al aire libre. También es importante que el material de la junta sea compatible con el material de la estructura / envolvente que está utilizando. Para asesoramiento gratuito y soporte directo: llame al +31 (0) 78-6131366 o envíe un correo electrónico a info@hollandshielding.com .

Grosor del material del recinto

Un grosor de 0,1 mm debería ser suficiente para proteger eficazmente las frecuencias superiores a 1 MHz. A frecuencias más bajas, tales como 30 kHz y menos, hay que usar materiales con buena conductividad magnética (así como la conductividad eléctrica cuando se trata de corrientes de Foucault) y se puede necesitar material más grueso.

Un bunker militar EMP, por ejemplo, está construido con material de 6 mm de espesor. Estos bunkers protegen frecuencias de 10 kHz con una atenuación de 80 dB. Si se requiere una protección contra frecuencias de alrededor de 50 Hz para limitar las influencias de un transformador (que puede causar riesgos para la salud o influir en el sistema operativo de las máquinas), debe considerarse el uso de capas metálicas densas y un material especial denominado Mu-ferro . ). Para obtener más información sobre blindaje de gabinetes, consulte https://www.faradaycages.com .

Evitar las aberturas en los recintos

Especialmente a frecuencias por encima de 5 kHz, es importante evitar los huecos en el recinto. Las frecuencias altas que oscilan entre los 100 MHz y los 40 GHz son muy sensibles a los pequeños espacios en el recinto. Cuanto mayor sea la frecuencia, más atención se debe prestar para evitar agujeros y espacios en el escudo. Ahí es donde entran en juego juntas blandas y flexibles. La junta no sólo debe proporcionar una conductividad alta, sino también hacer contacto eléctrico continuo con el recinto en conjunción con baja fuerza de compresión.

Distancia entre fijaciones, bisagras y cerraduras

Hemos diseñado juntas especiales resilientes tales como juntas Ultra Soft Shield y V-shape . Estas juntas evitan cualquier flexión entre los puntos de fijación y cerca de las bisagras. Son una solución rentable ya que no hay cambios fundamentales en el recinto tienen que ser hechas y no hay necesidad de sujetadores adicionales.

Para darle una idea de qué tipo de junta sería adecuada para su aplicación, nuestros especialistas estarán encantados de recibir un dibujo (preferiblemente las dimensiones, la cantidad necesaria, los materiales del recinto y la indicación de la rigidez del material del recinto). Tenemos amplia experiencia con todo tipo de aplicaciones de blindaje ya menudo vemos más de 50 diseños a diario. Nuestros especialistas pueden ayudarle a elegir el tipo de junta adecuado para cualquier aplicación y su asesoramiento es gratuito.

Podemos producir nuestras juntas en cualquier cantidad deseada, ya sea una sola junta o mil, y todas las juntas se pueden hacer a sus especificaciones.

Puede enviar su dibujo por fax (+31 (0) 78-614 9585) o por correo electrónico a info@hollandshielding.com .

Corrosión galvánica

La capa conductora en el exterior de la junta tiene que estar en el mismo rango galvánico que los materiales de construcción, para evitar la corrosión galvánica que socavaría la conducción eléctrica dentro de la estructura. Esto reduciría el rendimiento de blindaje. Criterios de uso común: no más de 0,3 voltios para ambientes hostiles (pulverización de sal / intemperie) y no más de 0,5 voltios para ambientes benignos (en interiores, con sólo condensación sin sal).

La gráfica indica qué material de junta es el más adecuado para un material de recinto dado
Régimen medioambiental :
Indica qué material de junta es el más adecuado para cualquier material de recinto dado
Estante de metal y ejemplos de recintos
Cuando quiera EMI blindar una carcasa de aluminio, recomendamos el uso de las juntas de blindaje Ampute de la serie 6800
Carcasas de aluminio:
Cuando una carcasa de aluminio tiene que ser protegida contra EMI, recomendamos las juntas de blindaje Ampuce 6800 series .
Carcasa de acero inoxidable
Cajas de acero inoxidable:
Cuando una carcasa de acero inoxidable tiene que ser protegida por EMI, recomendamos las juntas de blindaje Ampuce serie 6800 o, en algunos casos, el blindaje Ultra blando de la serie 7400 .
Estantes metálicos:
Para la protección EMI de un bastidor de metal, recomendamos las juntas de blindaje Amicor de la serie 6800 o, en algunos casos, el escudo Ultra blando de la serie 7400 . Para proteger los orificios de ventilación (aberturas de ventilación), recomendamos paneles de ventilación Honeycomb de la serie 9500 . Para proteger el vidrio en un gabinete, recomendamos el uso de la hoja de malla de la serie 9000 .

Para obtener una superficie de contacto dentro del mismo rango galvánico que la cubierta conductora de las juntas, se puede aplicar una cinta conductora con un autoadhesivo conductor en la parte posterior. Si se va a pintar el recinto, la cinta puede estar provista de una cinta adhesiva de un ancho ligeramente menor (la pintura cubrirá la cinta conductora a lo largo de sus bordes, lo que mejora la adherencia y la resistencia a la corrosión) (Figura 1).

Cinta de protección EMI y cinta adhesiva
Fig. 1. Cinta de protección EMI y cinta adhesiva

Otra forma de evitar la corrosión galvánica es evitar que las influencias ambientales corrosivas lleguen a la junta de blindaje EMI, por ejemplo mediante una junta que combina un sello de agua con un blindaje EMI (figura 2).

7300 series EMC / IP Juntas de estanqueidad EMI para aplicaciones atornilladas como paneles, displays y ventanas 7300 series EMC / IP Juntas de estanqueidad EMI para aplicaciones atornilladas como paneles, displays y ventanas
Fig. 2. Serie 7300 EMC / IP Juntas , empaques EMI para sellado por agua para aplicaciones atornilladas como paneles, displays y ventanas

Algunos fabricantes de juntas EMI-shielding utilizan capas que contienen carbono en el exterior de la junta para prevenir la corrosión. Desafortunadamente, estas juntas de capa de carbono no son galvánicamente compatibles con muchos materiales de construcción comúnmente utilizados, lo que conducirá a la corrosión en las superficies de contacto de la construcción. Las juntas de blindaje EMI con una capa conductora de lámina reforzada de Amucor®, por otro lado, son compatibles con materiales como el acero zincado y el aluminio y por lo tanto previenen la corrosión galvánica.

EMI y frecuencias

La interferencia electromagnética puede ser transferida por radiación y / o conducción. La conducción juega un papel importante con frecuencias inferiores a 30 MHz. Para evitar influencias no deseadas de frecuencias más bajas, los cables y los recintos deben protegerse con materiales magnéticamente conductores. Cuanto menor sea la frecuencia, más gruesa será la protección.

Para altas frecuencias (protección HF> 40 MHz), sólo una capa muy fina de material altamente conductor es suficiente.

Use juntas para evitar lagunas

Cuanto mayor sea la frecuencia, menor será la longitud de onda. Esto da lugar a una disminución de las dimensiones tolerables de hueco a medida que aumentan las frecuencias. En otras palabras: las puertas, paneles y otras partes deben conectarse eléctricamente, por todos los lados (sin espacios). La forma más sencilla de hacerlo es mediante nuestras juntas de blindaje EMI de alta conductividad. La mayoría de estas juntas son autoadhesivas para facilitar el montaje.

Evitar las brechas
Fig. 3. Evitar huecos como estos cuando se trata de frecuencias más altas

Para seleccionar la junta apropiada hay que tener en cuenta varios aspectos:

  • Rigidez de la construcción
  • Distancia entre las fijaciones
  • Materiales de construcción utilizados
  • Si la construcción tiene que ser abierta y cerrada frecuentemente - aplicación fija vs. aplicación con bisagras

La rigidez de la junta depende de la rigidez de la construcción y de la distancia entre las fijaciones. Si la junta es demasiado rígida, una puerta, tapa o panel se desviará, lo que causará espacios en lugar de evitarlos (Fig. 3). Especialmente para puertas, se han desarrollado varios tipos de juntas que combinan un rango de compresión muy grande con baja fuerza de cierre y alta conductividad. Estas juntas se pueden utilizar en la mayoría de las situaciones, sin necesidad de cambiar la construcción. El diagrama de selección de la junta puede ser útil para determinar el material de junta apropiado.

Gráfico de selección de junta indicativa
Gráfico de selección de junta general

Puertas y tapas de blindaje

Para proteger puertas y tapas, es importante usar junta con la resiliencia correcta. Cuando la junta es demasiado rígida, la tapa o la puerta pueden distorsionarse, dando lugar a pequeños espacios con el resultado de que el recinto pierde su capacidad de protegerse de las frecuencias más altas. El contacto impecable entre la puerta (y otras aberturas) y el resto del recinto es crucial para mantener la integridad del blindaje para frecuencias más altas.

A continuación se presentan algunos ejemplos de construcciones con juntas EMI. Cada construcción requiere el tipo correcto de junta EMI.

Junta para puertas de madera
Para las puertas de madera con una placa de cubierta conductora, se utiliza generalmente una junta suave, por ejemplo, un protector ultra blando de la serie 7400 , para mantener la integridad del blindaje.
Juntas para puertas metálicas
Para las puertas metálicas conductoras de Faraday, se utiliza con mayor frecuencia una junta en forma de V de la serie 8700 o la tira de dedos Be-Cu de la serie 2000 .
Juntas para tapas roscadasJuntas para tapas roscadas
El blindaje estándar de la serie 7000 se utiliza generalmente para tapas atornilladas.
Junta continua con corte para formar ángulosÁngulo de junta continuaJunta continua
Cuando la empaquetadura de EMI necesita ser continua, hemos desarrollado nuestra junta sin fin de la serie 8000 .
Esta junta también se puede suministrar con un sello de agua ( 7300 EMC / IP gaskets ).
Junta estanca al agua
Cuando se requiere una empaquetadura relativamente pequeña y estanca, podemos suministrar 5750 perfiles O de goma conductores eléctricos .
Junta ilustrativa personalizadaJunta ilustrativa personalizadaJunta ilustrativa personalizadaJunta ilustrativa personalizada
Para aplicaciones excepcionales, podemos producir juntas hechas a medida ( empaquetaduras personalizadas EMC / EMI de la serie 8800 ) en cualquier forma, tamaño y dimensión deseados.

Pantallas / ventanas de protección

No sólo las conexiones entre las piezas de construcción, sino también las pantallas y los paneles de ventilación necesitan estar protegidos. Las pantallas pueden ser provistas con un revestimiento conductor transparente para blindaje HF (> 30 MHz, Fig. 4) o una malla de alambre fino para blindaje de baja frecuencia de alta calidad (Fig. 5). El recubrimiento conductor transparente se suministra en lámina (fácil de doblar y pegarse en una ventana), vidrio (ventana estándar) u otros materiales (para propósitos de servicio pesado). Para otras ventanas y pantallas, incluyendo ventanas de malla metálica, haga clic aquí . Si usted tiene exhibiciones / ventanas existentes y usted quisiera tenerlas cubiertas con una capa conductora sputtered, éntrenos en contacto con por favor y examinaremos las posibilidades.

El blindaje de las pantallas tiene que hacer contacto con el blindaje del recinto para garantizar una óptima atenuación. Esto puede hacerse por medio de una junta o cinta metálica con autoadhesivo conductor.

Ventana blindada EMI revestida con capa conductora
Higo. 4. Exhibición blindada con la hoja conductora transparente, conectada con la cinta de metal
Ventana apantallada con malla de alambre conductor
Higo. 5. Pantalla blindada con malla de alambre metálico muy fino, conectada con una junta de blindaje EMI

Blindaje para aberturas de ventilación

Los paneles de ventilación suelen estar blindados con ventiladores de aluminio Honeycomb . Estos ofrecen un excelente rendimiento de blindaje con una mínima pérdida de flujo de aire. El mejor blindaje se logra con las llamadas rejillas de panal de celdas cruzadas. Estas aberturas consisten en dos o más capas de panales de aluminio, giradas 90 ° (Fig. 6). Los panales se suministran generalmente con un marco de aluminio rígido y una junta de 2-5 milímetros para el contacto óptimo con la construcción.

Ventana de panal
Higo. 6. Ventilación en panal de celdas cruzadas

Cable blindado

Para evitar la emisión de radiación a través de los cables de alimentación y de señal, deben protegerse o filtrarse. El blindaje puede proporcionarse cubriendo los cables con tubos de protección o envolviendo materiales conductores alrededor de ellos. Un cable apantallado blindado también lo haría. Un tubo de blindaje consiste en alambre metálico trenzado hueco, a través del cual se puede tirar un cable o un haz de cables para protegerlos. Un abrigo es una cinta de alambre de metal tricotado , que se envuelve alrededor de un cable o un haz de cables. Es más fácil crear ramas laterales con el método de envoltura que con tubos de protección. Para obtener una visión general de todas las soluciones de blindaje de cables, haga clic aquí .

El blindaje del cable siempre debe estar conectado correctamente al blindaje del gabinete; De lo contrario la atenuación será menor, e incluso posiblemente insuficiente. Para aplicaciones pesadas y militares, están disponibles prensaestopas blindadas y sistemas de entrada de cable especialmente diseñados. Hemos desarrollado dos protectores de entrada de cable diferentes, uno consistente de dos juntas EMI con franjas en los lados superior e inferior de una ranura ( 4910 - Protección de entrada de cable ) y la otra consistente en una placa de contacto que se montará delante de una ranura con agujeros Para poner cables a través de ( 4930 - Escudo de entrada de cable de alto rendimiento ). El protector de entrada de la placa de contacto de alto rendimiento puede hacerse estanco al gas ya la estanqueidad. El sistema de la placa tiene un rendimiento más alto, pero con el sistema de la franja es más fácil ad cables más adelante.

Tenga en cuenta que los cables sin una cubierta de blindaje también tienen que ser protegidos fuera del recinto blindado para evitar que actúen como antenas. Se puede evitar una fuga de este tipo en el blindaje EMI instalando un filtro de línea de alimentación o de señal, o si se trata de cables más cortos que conducen a otro recinto blindado, utilizando un blindaje envolvente o un tubo de blindaje.

4910-Entrada de cable4930-Entrada de cable de alto rendimiento
Higo. 7. Protección de entrada

Protección del conector

Lo que se ha dicho anteriormente sobre los cables también se aplica a los conectores. También tienen que ser blindados o filtrados y deben hacer contacto conductor con el recinto. Las juntas del conector pueden proporcionar tales conexiones fácilmente. Consisten en un material troquelado de 1 mm de espesor, que se puede fabricar fácilmente de acuerdo con las especificaciones del cliente, con pocos costes de herramientas adicionales (Fig. 8). Los tamaños estándar están disponibles también.

Juntas de conexión
Higo. 8. Junta del conector

Blindaje a nivel de placa de circuitos

Las piezas que causan interferencias pueden ser empacadas en una caja de blindaje doblada o envolvente (Fig. 9) hecha de lámina de protección Mu-cobre con una capa aislante en el interior o con clavos de plástico para evitar cortocircuitos (Fig. 9). Una alternativa para la caja o envolvente de blindaje plegado es una carcasa prefabricada (véase carcasas / armarios de blindaje EMI de la serie 1900 ).

Carcasa de lámina protectoraCarcasa de la serie 1900Carcasa blindada EMI de serie 1900
Higo. 9. Película protectora de troquel y carcasas EMI de la serie 1900

Los PCBs de blindaje y los componentes individuales de blindaje también se pueden lograr soldando las tiras de metal colocadas verticalmente (por ejemplo, Mu-copper o Mu-ferro) en la PCB para crear compartimientos. Estos compartimentos se cierran mediante la adición de una tapa de láminas de blindaje cortadas a troquel flexibles o presionando una hoja de espuma conductora blanda contra las tiras (Figuras 10/11). Esta opción permite blindar muchos compartimentos con una sola cubierta.

1600 blindaje fijo de PCBForma de cerrar la valla
Higo. 10/11. EMI-shielded cercas en la placa de circuito, que se puede cerrar con una tapa de espuma conductora

Si se conoce la fuente de radiación o el componente sensible a EMI, puede aplicarse blindaje para el componente o componentes específicos. La mejor forma de blindaje en la fuente es blindar solamente la parte interferente o la parte sensible en la PCB con nuestro sistema de blindaje de PCB de 1500 series especialmente desarrollado .

Blindaje de PCBBlindaje de PCB
Higo. 12. Blindaje a nivel de PCB con nuestras latas de blindaje para PCB de la serie 1500 - simplemente coloque nuestra lata de blindaje sobre los chips sensibles.

Blindaje de un espacio completo / habitación

Para algunas aplicaciones, es deseable blindar una habitación entera cubriendo las paredes con una lámina de metal como lámina de cobre Mu , por ejemplo en aplicaciones médicas y militares y salas destinadas a realizar mediciones muy sensibles. La técnica puede incluso aplicarse en la ciencia forense, por ejemplo, si un dispositivo necesita ser bloqueado completamente para comunicarse con el mundo exterior mientras está siendo examinado.

Mu-cobre Faraday jaula se puede hacer para adaptarse a cualquier tipo / forma / tamaño de la habitación
Mu-cobre Faraday jaulas se pueden hacer para adaptarse a cualquier tipo / forma / tamaño de la habitación.

Puntuaciones de IP

Para muchas aplicaciones se requiere una clasificación IP. Sin embargo, la pregunta i: s que IP? Para ayudarle a encontrar la clasificación de IP que necesita para obtener el resultado deseado, hemos colocado todas las clasificaciones de IP en una tabla clara. Vaya a la tabla de clasificaciones IP .

Aumento de las velocidades de reloj

La interferencia electromagnética (EMI) es cada vez más común como resultado de velocidades de reloj más altas en las computadoras y estaciones de trabajo actuales.
Esto ha obligado a las agencias reguladoras a poner límites a la radiación electromagnética producida por PCs y cualquier instrumento electrónico que pueda usar relojes y generar emisiones.

Análisis de interferencia electromagnética

Casi todas las transiciones eléctricas con bordes afilados, tales como relojes, datos, dirección y control, producen radiación electromagnética. A medida que aumentan los requisitos de rendimiento, las velocidades de reloj también han aumentado. El borde de transición, o en términos de ingeniería, la tasa de movimiento, se ha convertido en más rápido y más rápido, ya que se ha vuelto más difícil cumplir con el tiempo de configuración y retención.

Los relojes ya no se alimentan a sólo uno o dos dispositivos en las placas de circuito. Más bien, están siendo distribuidos por toda la placa de circuito. Además, los requisitos de memoria aumentados, y otras cargas en las líneas de reloj, han contribuido significativamente a la radiación electromagnética.

Blindaje es el método más utilizado para disminuir EMI.

Teoría de Blindaje EMI - Sistemas de Blindaje Holland - Blindaje EMI / RFI Teoría de Blindaje EMI - Sistemas de Blindaje Holland - Blindaje EMI / RFI Holland Shielding Systems B.V. Holland Shielding Systems B.V.
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