Théorie et applications de l'EMI-blindage

Une histoire claire sur le blindage dans diverses applications

introduction

De nos jours, chaque entreprise de l'industrie électronique est confrontée à des exigences CE / EMI. L'utilisation de dispositifs électroniques augmente, tout comme l'exposition à une large gamme de fréquences. Le rayonnement et l'immunité doivent être pris en compte dans les premiers stades du développement de nouveaux produits. Dans de nombreux cas, les problèmes d'IME ne peuvent être résolus au niveau du PCB seul et, à la place, les boîtiers et les câbles doivent également être protégés.

Exigences légales et autres raisons d'appliquer le blindage

Le blindage est un moyen rapide de se conformer aux exigences légales délivrées par des corps comme CE ou FCC ou pour prévenir les interférences électromagnétiques. Nos solutions de protection sont rentables, car elles ne nécessitent pas de développement long, avant de pouvoir répondre aux exigences de l'EMI. Le blindage est habituellement utilisé dans des enceintes afin d'isoler les appareils électriques à l'intérieur d'entre eux d'influences externes et de câbles pour isoler les fils de l'environnement par lequel le câble fonctionne. Si une entreprise a l'intention d'un produit d'avoir une introduction rapide sur le marché, mais les émissions dépassent les limites prescrites, les protections faciles à appliquer sont une solution couramment utilisée. Les blindages peuvent être utilisés pour les appareils à haut rayonnement ou les niveaux de sensibilité, ou pour les produits où ces niveaux ne sont pas connus à l'avance, comme des enceintes modulaires. Les blindages sont utilisés lorsque l'on traite des mesures sensibles qui peuvent également être affectées par les champs ambiants. Le blindage est évidemment un phénomène répandu et une nécessité dans l'industrie électronique de respecter les normes d'émission actuelles.

Aspects à prendre en compte dans la conception des enceintes blindées

Matériaux et corrosion

Les matériaux les moins chers pour le blindage électromagnétique sont l'acier galvanisé et l'aluminium. Aujourd'hui, environ 90% de tous les armoires et boîtiers sont fabriqués à partir de ces matériaux. Pour cette raison, nous avons développé un matériel spécial, 6800 series Amucor Shield . Amucor est compatible avec l'acier galvanisé et l'aluminium. Lorsque le matériau est utilisé dans une atmosphère corrosive, il est préférable de l'empêcher de prendre contact avec un acier inoxydable, du laiton ou une couche de chromate d'aluminium (alocrom 1200).

La protection contre la corrosion est très importante pour les applications proches de la mer (due au sel) et dans les applications extérieures. Il est également important que le matériau du joint soit compatible avec le matériau de la structure / enceinte que vous utilisez. Pour obtenir des conseils gratuits et un soutien direct, composez le +31 (0) 78-6131366 ou envoyez un courriel à info@hollandshielding.com .

Épaisseur du matériau de l'enceinte

Une épaisseur de 0,1 mm devrait être suffisante pour se protéger efficacement des fréquences supérieures à 1 MHz. Aux fréquences inférieures, telles que 30 kHz et moins, on doit utiliser des matériaux avec une bonne conductivité magnétique (ainsi que la conductivité électrique en cas de courants de Foucault) et un matériau plus épais peut être nécessaire.

Un bunker militaire EMP, par exemple, est construit en un matériau de 6 mm d'épaisseur. Ces bunkers contrôlent des fréquences de 10 kHz avec une atténuation de 80 dB. Si un blindage contre des fréquences d'environ 50 Hz est nécessaire pour limiter les influences d'un transformateur (ce qui peut entraîner des risques pour la santé ou influencer le système d'exploitation des machines), il faut tenir compte des couches métalliques denses et d'un matériau spécial appelé Mu-ferro (voir le blindage magnétique ). Pour plus d'informations sur les enceintes de protection, consultez la page https://www.faradaycages.com .

Prévenir les ouvertures dans les enceintes

Surtout à des fréquences supérieures à 5 kHz, il est important d'éviter les lacunes dans l'enceinte. Les fréquences élevées comprises entre 100 MHz et 40 GHz sont très sensibles aux petites lacunes dans l'enceinte. Plus la fréquence est élevée, plus attention doit être accordée pour éviter les trous et les lacunes dans le bouclier. C'est là que les joints doux et flexibles entrent en jeu. Le joint d'étanchéité doit non seulement fournir une conductivité élevée, mais aussi un contact électrique continu avec l'enceinte en conjonction avec une faible force de compression.

Distance entre les supports, les charnières et les serrures

Nous avons conçu des joints résilients spéciaux tels que des bouchons Ultra Soft Shield et en forme de V. Ces joints empêchent toute flexion entre les points de fixation et près des charnières. Ils sont une solution rentable car aucun changement fondamental dans l'enceinte ne doit être effectué et il n'est pas nécessaire de fixer davantage.

Pour vous donner une idée de quel type de joint serait adapté à votre application, nos spécialistes se feront un plaisir de recevoir un dessin (de préférence incluant les dimensions, la quantité nécessaire, les matériaux de l'enceinte et l'indication de la rigidité du matériau de l'enceinte). Nous avons une vaste expérience avec toutes sortes d'applications de protection et souvent plus de 50 designs sur une base quotidienne. Nos spécialistes peuvent vous aider à choisir le bon type de joint d'étanchéité pour toute application et leurs conseils sont gratuits.

Nous pouvons produire nos joints dans n'importe quelle quantité désirée, qu'il s'agisse d'un seul joint d'étanchéité ou d'un millier, et tous les joints peuvent être fabriqués selon vos spécifications.

Vous pouvez envoyer votre dessin par fax (+31 (0) 78-614 9585) ou par courrier électronique à info@hollandshielding.com .

Corrosion galvanique

La couche conductrice à l'extérieur du joint doit être dans la même gamme galvanique que les matériaux de construction, afin d'éviter une corrosion galvanique qui compromettrait la conduction électrique dans la structure. Cela réduirait les performances de blindage. Critères communément utilisés: pas plus de 0,3 volts pour les environnements difficiles (pulvérisation de sel / intempéries) et pas plus de 0,5 volts pour les environnements bénins (à l'intérieur, avec seulement une condensation sans sel).

Le graphique indique quel matériau de joint est le plus approprié pour un matériau d'enceinte donné
Régime environnemental :
Indique quel matériau de joint est le plus approprié pour tout matériau d'enceinte donné
Porte-bagages en métal et exemples d'enceintes
Lorsque vous souhaitez que EMI protège un boîtier en aluminium, nous vous recommandons d'utiliser des joints de protection 6800 série Amucor
Boîtiers en aluminium:
Lorsqu'un boîtier en aluminium doit être blindé contre l'EMI, nous recommandons les joints de blindage Amira de la série 6800 .
Boîtier en acier inoxydable
Boîtiers en acier inoxydable:
Lorsqu'un boîtier en acier inoxydable doit être blindé contre l'EMI, nous vous recommandons les joints de protection 6800 série Amucor ou, dans certains cas, un bouclier ultra doux de la série 7400 .
Porte-bagages métalliques:
Pour le blindage EMI d'une grille métallique, nous recommandons les joints de protection 6800 série Amucor ou, dans certains cas, un écran ultra doux de la série 7400 . Pour protéger les orifices d'aération (ouvertures de ventilation), nous recommandons les panneaux de ventilation Honeycomb série 9500 . Pour protéger le verre dans une armoire, nous recommandons l'utilisation de feuille de maille série 9000 .

Pour obtenir une surface de contact dans la même gamme galvanique que le revêtement conducteur des joints, un ruban conducteur avec auto-adhésif conducteur à l'arrière peut être appliqué. Si l'enceinte doit être peinte, le ruban peut être muni d'un ruban adhésif d'une largeur légèrement plus petite (la peinture recouvrira le ruban conducteur sur ses bords qui renforcent la résistance à la corrosion et à la corrosion) (figure 1).

Ruban adhésif EMI et ruban adhésif
Fig 1. Ruban adhésif EMI et ruban adhésif

Une autre façon d'éviter la corrosion galvanique est en empêchant les influences environnementales corrosives d'atteindre le joint d'étanchéité EMI, par exemple au moyen d'un joint d'étanchéité qui combine un joint d'étanchéité à l'eau avec blindage EMI (fig.2).

Série 7300 Joints EMC / IP, étanchéité à l'eau Joints EMI pour applications vissées comme les panneaux, les écrans et les fenêtres Série 7300 Joints EMC / IP, étanchéité à l'eau Joints EMI pour applications vissées comme les panneaux, les écrans et les fenêtres
Fig 2. Joints EMC / IP de la série 7300 , étanchéité aux joints EMI pour applications vissées comme les panneaux, les écrans et les fenêtres

Certains fabricants de joints de blindage EMI utilisent des couches qui contiennent du carbone à l'extérieur du joint pour éviter toute corrosion. Malheureusement, ces joints à couches carbonées ne sont pas compatibles galvaniquement avec de nombreux matériaux de construction couramment utilisés, ce qui entraînera une corrosion sur les surfaces de contact de la construction. Les joints de blindage EMI avec une couche conductrice de film renforcé Amucor®, d'autre part, sont compatibles avec des matériaux tels que l'acier zingué et l'aluminium et empêchent ainsi la corrosion galvanique.

EMI et fréquences

Les interférences électromagnétiques peuvent être transférées par rayonnement et / ou conduction. La conduction joue un rôle important avec des fréquences inférieures à 30 MHz. Pour éviter les influences indésirables des fréquences plus basses, les câbles et les enceintes doivent être protégés par des matériaux magnétiquement conducteurs. Plus la fréquence est basse, plus le blindage est épais.

Pour les hautes fréquences (blindage HF> 40 MHz), seule une couche très mince de matériau hautement conducteur suffit.

Utiliser des joints pour éviter les lacunes

Plus la fréquence est élevée, plus la longueur d'onde est courte. Il en résulte une diminution des dimensions d'espace tolérables à mesure que les fréquences augmentent. En d'autres termes: les portes, panneaux et autres pièces doivent être connectés électriquement, de tous côtés (sans trous). La façon la plus simple de le faire est au moyen de nos joints de blindage EMI hautement conducteurs . La plupart de ces joints sont autocollants pour un montage facile.

Éviter les lacunes
Fig 3. Évitez les lacunes comme celles-ci lorsque vous rencontrez des fréquences plus élevées

Pour sélectionner le joint d'étanchéité approprié, plusieurs aspects doivent être pris en compte:

  • Rigidité de la construction
  • Distance entre les fixations
  • Matériaux de construction utilisés
  • Si la construction doit être ouverte et fermée fréquemment - application fixe par rapport à l'application avec des charnières

La rigidité du joint dépend de la rigidité de la construction et de la distance entre les fixations. Si le joint est trop rigide, une porte, un couvercle ou un panneau se déviveront, ce qui provoquera des lacunes plutôt que de les empêcher (figure 3). Surtout pour les portes, plusieurs types de joints ont été développés qui combinent une très grande plage de compression avec une faible force de fermeture et une haute conductivité. Ces joints peuvent être utilisés dans la plupart des situations, sans avoir besoin de changer la construction. Le schéma de sélection du joint peut être utile pour déterminer le matériau de joint approprié.

Graphique de sélection indicatif
Graphique général de sélection de joint

Blindage des portes et des couvercles

Pour protéger les portes et les couvercles, il est important d'utiliser le joint d'étanchéité avec la résilience correcte. Lorsque le joint est trop rigide, le couvercle ou la porte peut être déformé, ce qui entraîne de petites lacunes, de sorte que l'enceinte perd sa capacité à se protéger des fréquences plus élevées. Un contact sans faille entre la porte (et les autres ouvertures) et le reste de l'enceinte est crucial pour maintenir l'intégrité du blindage pour des fréquences plus élevées.

Voici quelques exemples de constructions avec joints EMI. Chaque construction nécessite le bon type de joint EMI.

Joint d'étanchéité pour portes en bois
Pour les portes en bois avec une plaque de recouvrement conductrice, un joint souple, par exemple un écran ultra doux de la série 7400 , est généralement utilisé pour maintenir l'intégrité du blindage.
Joints pour portes métalliques
Pour les portes métalliques conductrices de caisse Faraday, un joint en série en série de la série 8700 ou un jeu de doigts Be-Cu de la série 2000 est le plus fréquemment utilisé.
Joints pour couvercles vissésJoints pour couvercles vissés
Le blindage standard de la série 7000 est généralement utilisé pour les couvercles vissés.
Joint continu avec découpe pour former des anglesAngle de joint continuJoint continu
Lorsque le joint d'étanchéité EMI doit être continu, nous avons développé notre joint sans fin série 8000 .
Ce joint d'étanchéité peut également être fourni avec un joint d' étanchéité à l'eau ( 7300 joints EMC / IP ).
Joint étanche étanche à profil O
Lorsqu'un joint d'étanchéité relativement petit et étanche est nécessaire, nous pouvons fournir 5750 profils en O à caoutchouc électriquement conducteurs .
Joint d'étanchéité personnaliséJoint d'étanchéité personnaliséJoint d'étanchéité personnaliséJoint d'étanchéité personnalisé
Pour des applications exceptionnelles, nous pouvons fabriquer des joints sur mesure (joints de la série 8800 EMC / EMI personnalisés ) dans n'importe quelle forme, taille et dimension souhaitées.

Affichages / fenêtres de protection

Non seulement les connexions entre les pièces de construction, mais aussi les panneaux d'affichage et de ventilation doivent être protégées. Les présentoirs peuvent être pourvus d'un revêtement conducteur transparent pour le blindage HF (> 30 MHz, Fig. 4) ou d'un treillis métallique fin pour un blindage haute fréquence de haute qualité (figure 5). Le revêtement conducteur transparent est fourni sur du papier d' aluminium (facile à plier et à coller sur une fenêtre), du verre (fenêtre standard) ou d'autres matériaux (à des fins lourdes). Pour d'autres fenêtres et affichages, y compris les fenêtres à mailles métalliques, cliquez ici . Si vous avez des affichages / fenêtres existants et que vous souhaitez les faire recouvrir d'une couche conductrice par pulvérisation, contactez-nous et nous examinerons les possibilités.

Le blindage des écrans doit entrer en contact avec le blindage de l'enceinte pour garantir une atténuation optimale. Cela peut se faire au moyen d'un joint d'étanchéité ou d'un ruban métallique autoadhésif conducteur.

EMI Fenêtre blindée revêtue de couche conductrice
Figue. 4. Écran blindé avec film transparent conducteur, relié à un ruban métallique
Fenêtre blindée avec treillis métallique conducteur
Figue. 5. Affichage blindé avec un treillis métallique très fin, relié à un joint d'étanchéité EMI

Blindage pour les ouvertures de ventilation

Les panneaux de ventilation sont généralement protégés par des évents en aluminium à nid d' abeille . Ceux-ci offrent d'excellentes performances de blindage avec une perte minimale d'écoulement d'air. Le meilleur blindage est réalisé avec les soufflages dits en nid d'abeilles appelés cross-cell. Ces évents consistent en deux couches ou plus de nids d'abeilles en aluminium, tournés à 90 ° (figure 6). Les panneaux d'abeilles sont généralement fournis avec un cadre en aluminium rigide et un joint d'étanchéité de 2-5 mm pour un contact optimal avec la construction.

Ventilation en nid d'abeille
Figue. 6. Ventilation en nid d'abeille

Blindage par câble

Pour éviter les émissions de rayonnement par l'alimentation et les câbles de signalisation, ils doivent être blindés ou filtrés. Le blindage peut être fourni en recouvrant les câbles avec des tubes de protection ou en enroulant des matériaux conducteurs autour d'eux. Un câble blindé prêt-à-faire ferait également. Un tube de protection se compose d'un fil métallique tressé creux, à travers lequel un câble ou un faisceau de câbles peut être tiré afin de les protéger. Un film enveloppant est un ruban en fil métallique tricoté, qui est enroulé autour d'un câble ou d'un faisceau de câbles. Il est plus facile de créer des branches latérales avec le procédé d'emballage qu'avec des tubes de protection. Pour un aperçu de toutes les solutions de protection des câbles, cliquez ici .

Le blindage du câble doit toujours être correctement connecté au blindage de l'enceinte; Sinon l'atténuation sera plus faible, et peut-être même insuffisante. Pour les applications lourdes et militaires, des presse-étoupes blindés et des systèmes d'entrée de câble spécialement conçus sont disponibles. Nous avons développé deux blindages d'entrée de câble différents, l'un composé de deux joints EMI frangés aux côtés supérieur et inférieur d'une fente ( 4910 - Bloc d' entrée de câble ) et l'autre constitué d'une plaque de contact devant être montée devant une fente avec des trous Pour passer les câbles ( 4930 - Bouclier d'entrée de câble haute performance ). Le bouclier d'entrée de plaque de contact haute performance peut être étanche et étanche. Le système de plaques a des performances plus élevées, mais avec le système de franges, il est plus facile de passer des câbles avant.

Veuillez noter que les câbles sans veste de protection doivent également être protégés à l'extérieur de l'enceinte blindée afin de les empêcher d'agir comme des antennes. Une telle fuite dans le bouclier EMI peut être empêchée en installant un filtre de ligne d'alimentation ou de signal ou, si vous utilisez des câbles plus courts conduisant à une autre armoire blindée, en utilisant un bouclier ou un tube de protection.

4910-Entrée de câble4930-Entrée de câble haute performance
Figue. 7. Blindage d'entrée

Blindage de connecteur

Ce qui a été dit plus haut sur les câbles s'applique également aux connecteurs. Ils doivent également être blindés ou filtrés et doivent être en contact avec l'enceinte. Les joints de connecteur peuvent fournir ces connexions facilement. Ils sont constitués d'un matériau découpé en une épaisseur de 1 mm, qui peut être fabriqué facilement selon les spécifications du client, avec peu de coûts d'outillage supplémentaires (figure 8). Des tailles standard sont également disponibles.

Joints de connecteur
Figue. 8. Joint d'étanchéité

Blindage au niveau du circuit de circuit

Les pièces qui causent des interférences peuvent être emballées dans une boîte ou une enveloppe blindée pliée (figure 9) en feuille de protection en Mu-cuivre avec une couche isolante à l'intérieur ou avec des plots en plastique pour éviter les courts-circuits (figure 9). Une alternative pour la boîte ou l'enveloppe de protection pliée est un boîtier prêt à l'emploi (voir les boîtiers / boîtiers de blindage EMI de la série 1900 ).

Boîtier de film de protectionLogement de la série 1900Boîtier blindé EMI de série 1900
Figue. 9. Boîtes de protection antidérapantes et boîtiers EMI de la série 1900

Le blindage des PCB et le blindage des composants individuels peuvent également être obtenus en soudant des bandes métalliques placées verticalement (par exemple Mu-copper ou Mu-ferro) sur la PCB pour créer des compartiments. Ces compartiments sont fermés en ajoutant un couvercle de feuille de protection à coupe mince ou en appuyant sur une feuille de mousse conductrice douce contre les bandes (Fig. 10/11). Cette option permet de protéger de nombreux compartiments avec un seul couvercle.

1600 blocs de protection PCB fixesMode de fermeture de l'escrime
Figue. 10/11. Clôtures blindées EMI sur la carte de circuit imprimé, qui peut être fermée avec un couvercle de mousse conductrice

Si la source de rayonnement ou le composant sensible à l'EMI est connu, le blindage pour le (s) composant (s) spécifique (s) peut être appliqué. La meilleure façon de protéger à la source est de protéger uniquement la partie interférant ou la partie sensible de la PCB avec notre système de protection PCB spécialement conçu pour la série 1500 .

Blindage de PCBBlindage de PCB
Figue. 12. Blindage au niveau des PCB avec nos boîtes de protection PCB de série 1500 - il suffit de placer notre boîte de protection sur les puces sensibles.

Blindage d'un espace / salle complet

Pour certaines applications, il est souhaitable de protéger une pièce entière en recouvrant les murs avec des feuilles métalliques comme le film Mu-cuivre , par exemple dans des applications médicales et militaires et des salles destinées à exécuter des mesures très sensibles. La technique peut même être appliquée en sciences médico-légales, par exemple si un dispositif doit être totalement bloqué pour communiquer avec le monde extérieur pendant qu'il est examiné.

La cage Faraday Mu-copper peut être conçue pour s'adapter à tout type / forme / taille de la pièce
Les caisses Mu-copper Faraday peuvent être conçues pour s'adapter à tout type / forme / taille de la pièce.

Cotes IP

Pour de nombreuses applications, une évaluation IP est requise. Cependant, la question i: s quelle classification IP? Pour vous aider à trouver la qualité IP dont vous avez besoin pour le résultat souhaité, nous avons mis toutes les cotes IP dans une table claire. Passez à la table de notation IP .

Augmentation des vitesses d'horloge

Les interférences électromagnétiques (EMI) sont de plus en plus fréquentes en raison de la vitesse d'horloge plus élevée dans les PC et les postes de travail actuels.
Cela a obligé les organismes de réglementation à imposer des limites aux rayonnements électromagnétiques produits par les PC et à tout instrument électronique qui pourrait utiliser des horloges et générer des émissions.

Analyse des interférences électromagnétiques

Presque toutes les transitions électriques avec des bords tranchants, comme les horloges, les données, l'adresse et le contrôle, produisent des rayonnements électromagnétiques. À mesure que les exigences de performance augmentent, les vitesses d'horloge ont également augmenté. Le bord de transition, ou en termes d'ingénierie, le taux de vitesse, est devenu de plus en plus rapide car il est devenu plus difficile de respecter le temps de configuration et de maintien.

Les horloges ne sont plus alimentées à un ou deux appareils sur les cartes de circuits imprimés. Plutôt, ils sont distribués sur toute la carte de circuit. En outre, les exigences accrues en matière de mémoire et d'autres charges sur les lignes d'horloge ont considérablement contribué aux rayonnements électromagnétiques.

Le blindage est la méthode la plus répandue utilisée pour réduire les IME.

Holland Shielding Systems B.V. Holland Shielding Systems B.V.
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