屏蔽技術(shù)在高頻變壓器中的應用

　　3.1屏蔽材料的類型

　　屏蔽效果是根據(jù)設(shè)備或元器件被屏蔽后磁場強度衰減的程度來度量的。屏蔽后磁場強度的衰減率或衰減量是材料的磁導率、厚度和屏蔽罩的尺寸的函數(shù)。高磁導率材料比低磁導率材料昂貴，但如果用單層高磁導率材料的屏蔽效果與多層低磁導率材料的屏蔽效果相同，則可能選用厚度薄的高磁導率材料更經(jīng)濟。

　　目前用于屏蔽的主要磁性材料見表1。

　　3.2屏蔽材料的選擇

　　如上所述，屏蔽材料的磁導率、屏蔽罩的幾何形狀，材料的厚度等都影響磁屏蔽的效果，所以，選用屏蔽材料的原則是：

　　a.要使外部磁場得到最大衰減，需要用高磁導率(μ)的材料；

　　b.磁屏蔽的效果也是屏蔽罩材料壁厚對屏蔽罩直徑（在采用矩形屏蔽罩時為其對角線）之比率（t/D）的函數(shù)。

　　c.如果外部的干擾磁場太高，屏蔽罩的衰減作用將減小。這是因為外部磁場太高時，磁性材料將接近于磁飽和狀態(tài)。

　　d.在通常情況下，用厚的金屬材料制造屏蔽罩是不現(xiàn)實的。因為其成本高。可以用薄型金屬箔很簡單地纏繞在受磁場影響的元件上來替代屏蔽罩。

　　3.3屏蔽罩的設(shè)計

　　a.進行屏蔽罩設(shè)計時，需要以下一些數(shù)據(jù)：

　　①對屏蔽材料能夠衰減多少磁場強度必須進行測量或估算得出數(shù)據(jù)。

　　②為了得到良好的磁屏蔽效果，必須挑選最合適的屏蔽罩形狀。典型的或相對可被選用的幾何形狀包括長圓柱體、矩形殼體；另有球體、平板或圓錐體也會被采用。

　　b.設(shè)計屏蔽罩時，必須首先確定磁通密度值（高斯），同時以此選擇屏蔽材料的厚度。因為屏蔽材料的μ值與β值的分布圖是非線性關(guān)系，作用于屏蔽罩的磁通密度必須使材料達到其峰值磁導率，例如坡莫合金和mumetal的磁通密度應在3600高斯左右。

　　屏蔽材料的厚度可由以下公式計算確定：

　　t＝1.25DH/B （英寸）

　　式中，D是衰減率，由屏蔽前的磁場強度除屏蔽后的磁場強度得到。鎳含量高的磁性材料的μ值最小可達到80000。

　　c.設(shè)計屏蔽罩時，應注意以下事項：

　　①對于強度很高的磁場，可以使用多層材料制作屏蔽罩，最靠近強磁場的那一層材料應是能夠削弱較大磁通量的合金材料，如48合金、magnesill；而第二層應采用高磁導率的材料如坡莫合金；如果有條件，應允許磁場發(fā)射源和最靠近它的那一層屏蔽材料之間的空隙最小（1/2″左右）。在設(shè)計與制造習慣上，于多層屏蔽材料的每層之間是用聚酯薄膜相間隔的。

　　②如果屏蔽罩對屏蔽的目標實現(xiàn)不了封閉磁場發(fā)射源雜散磁場的目的，則常常采用平板插在它們兩者之間。如果平板的高度與寬度比磁場發(fā)射源和要求屏蔽物的尺寸大得多，則可以封閉雜散磁場。

　　③如果用厚度小于0.006″的金屬板作屏蔽材料，則一般是用于樣機上，因為這種厚度便于手工成型。如果是批量生產(chǎn)用機械方法制作屏蔽罩，應該采用較厚的材料。但應注意，任何較強力的機械作業(yè)如折彎、沖壓、焊接等都會使材料產(chǎn)生應力，從而使材料性能下降，這就需要通過合適溫度的退火來改善。

　　④通常，在低頻（600Hz左右）狀態(tài)，屏蔽罩的長度對直徑的比率大于3時，把屏蔽材料的厚度從0.014增厚至0.050，則屏蔽效果增強；如果比率低于3，增加材料厚度至0.025時，則影響磁場衰減的程度很小。