NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN TỬ _ VIỄN THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
Người hướng dẫn khoa
học
Học viên thực hiện
Chuyên ngành
: PGS.TS Tăng Tấn Chiến
: Trần Nguyên Độ
: Kỹ Thuật Điện Tử
Đà Nẵng – Năm 2014
NỘI DUNG BÁO CÁO
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ VÀ
CÁC NGUỒN NHIỄU
HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU
CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ
ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
1
2
3
4
5
6

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay, mạch tích hợp ngày càng phát triển, tốc độ truyền
dẫn tín hiệu ngày càng cao thì mức ngưỡng năng lượng phá
hủy của chúng càng thấp, sự phát xạ và độ nhạy cảm của
chúng đối với trường điện từ càng tăng.

Một trong những biện pháp hiệu quả làm giảm sự bức xạ
gây nhiễu của thiết bị đó là bọc chắn.

Vì vậy tôi thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN HIỆU QUẢ
BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ”.

Nhiễu điện từ có thể làm gián đoạn các đường truyền hoặc
làm sai dữ liệu, thậm chí là mất cả dữ liệu. Vì vậy, việc xử lý
nhiễu trong các hệ thống điện tử là vô cùng quan trọng.
2. TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
VÀ CÁC NGUỒN NHIỄU
KHÁI NIỆM TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

Một hệ thống là EMC thì phải thỏa mãn ba tiêu chuẩn sau:

Không gây ra nhiễu với các hệ thống khác.

Không nhạy với sự phát xạ từ các hệ thống khác.

Không gây ra nhiễu cho chính nó.
CÁC NGUỒN NHIỄU

Các nguồn nhiễu EMI trong lĩnh vực TTĐT bao gồm

2 phần chính:

Các nguồn nhiễu tự nhiên.

Các nguồn nhiễu công nghiệp.
2. TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
VÀ CÁC NGUỒN NHIỄU
SỰ BỨC XẠ


Bức xạ từ bo mạch
E = 263.10-12.
f2. A
.
Is (V/m) (1.2)
2. TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
VÀ CÁC NGUỒN NHIỄU
SỰ BỨC XẠ


Bức xạ từ cáp
E = 1.26.10-4.
f. L
.
I
CM
(V/m) (1.3)
3. HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU
TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


o
Đường sóng bức xạ
truyền qua tấm chắn

SEMagnetic = A + RMagetic +
CMagnetic

SEElectric= A + RElectric + CElectric

SEPlaneWave= A + RPlaneWave +
CPlaneWave
3. HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU
HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Từ trường
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
10
6
10
7

10
8
10
9
-50
0
50
100
150
200
HIEU QUA BOC CHAN TRONG TU TRUONG
TAN SO(Hz)
HIEU QUA BOC CHAN (dB)


Superalloy
Aluminum
Mumetal
Hiệu quả bọc chắn trong từ trường đến 200dB
3. HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU
HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Điện trường
Hiệu quả bọc chắn trong điện trường đến 200dB
10
1
10
2
10

3
10
4
10
5
10
6
10
7
10
8
10
9
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
HIEU QUA BOC CHAN DOI VOI DIEN TRUONG
TAN SO(Hz)
HIEU QUA BOC CHAN(dB)


Superalloy
Aluminum

Mumetal
3. HIỆU QUẢ BỌC CHẮN CỦA VẬT LIỆU
HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Sóng phẳng
Hiệu quả bọc chắn trong sóng phẳng đến 200dB
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
10
6
10
7
10
8
10
9
0
50
100
150
200

HIEU QUA BOC CHAN DOI VOI SONG PHANG
TAN SO(Hz)
HIEU QUA BOC CHAN(dB)


Superalloy
Aluminum
Mumetal
4. CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM
BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
PHƯƠNG PHÁP BỌC CHẮN TRONG LĨNH VỰC TTĐT


Ngăn chặn sự phát xạ bức xạ điện từ từ các sản phẩm ở
bên trong hộp che chắn sang môi trường bên ngoài.

Ngăn chặn các bức xạ ở bên ngoài đến các thiết bị điện
tử ở bên trong lớp vỏ che chắn
4. CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM
BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Phương pháp bọc chắn đôi
αA = 8,686(α1t1 + α3t3) α2→ 0
(3.7)
+
+
(3.6)

Tấm chắn đôi
4. CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM
BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Phương pháp bọc chắn chống từ trường ở tần số thấp

Phương pháp dùng vật liệu có độ từ thẩm cao làm
lệch hướng từ trường

Phương pháp tạo ra từ trường đối lập với từ trường
tới
4. CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM
BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Phương pháp bọc chắn chống từ trường ở tần số thấp

Sử dụng nhiều lớp chắn để chống lại hiện tượng bão
hòa từ của vật liệu
4. CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM
BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Phương pháp đặt khe hở và chia nhỏ khe hở

4. CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM

BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Cải thiện hiệu quả bọc chắn tại khớp nối

Tiếp xúc dẫn điện

Khớp nối gối lên nhau

Miếng đệm
Kỹ thuật đệm nối
Nắp đậy hộp bọc chắn
4. CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN ĐỂ ĐẢM
BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN


Phương pháp sử dụng các ống dẫn sóng
Sử dụng ống dẫn sóng để cung cấp hệ thống
thông gió và làm giảm bức xạ điện từ qua nó

Ống dẫn sóng hình trụ tròn, nếu chiều dài của nó gấp 3
lần đường kính thì hiệu quả bọc chắn sẽ đạt mức rất cao
100dB
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
Bắt đầu
Thiết lập các thông số cho hộp bọc chắn
Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn kín hoàn toàn

Mô phỏng bức xạ điện từ khi
hộp bọc chắn có khe hở 4x3cm
Mô phỏng bức xạ điện từ khi
hộp bọc chắn có khe hở 4x3,
12x0.2, 5x0.2, 0.8x0.2cm
Mô phỏng bức xạ điện từ của
hộp bọc chắn khi chia khe
4x3cm thành 15 khe
Mô phỏng bức xạ điện từ của
hộp bọc chắn khi chia khe
4x3cm thành 20 khe
Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp
bọc chắn tồn tại các khe hở cùng
diện tích .
So sánh hiệu quả bọc chắn giữa các trường hợp
với nhau.
Nhận xét, đánh giá
Mô phỏng bức xạ điện từ hộp
bọc chắn có khe hở dạng ống
dẫn sóng có chiều dài và rộng
lần lượt thay đổi
Mô phỏng bức xạ điện từ hộp
bọc chắn có một ống lục giác
và 28 ống dạng tổ ong có
cùng thiết diện là 184mm2
Mô phỏng bức xạ điện từ hộp
bọc chắn có khe hở dạng tổ
ong với số lượng ống khác
nhau
Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp bọc chắn có khe hở

0.2x9cm
Mô phỏng bức xạ điện từ
khi hộp bọc chắn có khe
hở 0.2x9cm và có thêm
tấm chắn cùng loại dày
0,5mm
Mô phỏng bức xạ điện từ
khi hộp bọc chắn có khe
hở 0.2x9cm với tấm chắn
đôi.
Mô phỏng bức xạ điện
từ của hộp bọc chắn
với các vật liệu khác
nhau.
SƠ ĐỒ TIẾN
TRÌNH MÔ PHỎNG
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC
CHẮN CÓ KHE HỞ


Mô phỏng bức xạ điện từ của hộp bọc chắn khi chia khe
4x3cm thành 15 khe
Đồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp bọc chắn có
khe hở 4x3cm và 15 khe 0.2x4
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC
CHẮN CÓ KHE HỞ



Mô phỏng bức xạ điện từ của hộp bọc chắn khi chia khe
4x3cm thành 20 khe
Hộp bọc chắn với 20 khe
hở có tổng diện tích
12cm2 với cách bố trí khe
và kích thước khe khác
nhau
Đồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC
CHẮN CÓ KHE HỞ


Mô phỏng bức xạ điện từ khi hộp bọc chắn có các khe hở
cùng diện tích
Đồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA HỘP BỌC
CHẮN BẰNG CÁC VẬT LIỆU KHÁC NHAU

Đồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp bọc chắn
có khe hở 0.2x9cm với các vật liệu khác nhau
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ



Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng
ống dẫn sóng có chiều dài ống thay đổi
Đồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp bọc chắn có
khe hở dạng ống lục giác có g = 6.36mm và chiều dài ống thay đổi
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN
CÓ KHE HỞ DẠNG ỐNG DẪN SÓNG
Ống lục giác
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ


Mô phỏng bức xạ điện từ hộp bọc chắn có khe hở dạng tổ
ong với số lượng ống khác nhau
Đồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi hộp bọc
chắn có khe hở dạng tổ ong với số lượng ống khác nhau
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ HỘP BỌC CHẮN
CÓ KHE HỞ DẠNG ỐNG DẪN SÓNG
Hộp bọc chắn có
khe hở dạng tổ ong
5. MÔ PHỎNG CẢI THIỆN HIỆU QUẢ BỌC CHẮN
ĐỂ ĐẢM BẢO TÍNH TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

Đồ thị bức xạ điện từ tại vị trí cách hộp 3m khi
hộp bọc chắn sử dụng tấm chắn đôi
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA HỘP BỌC
CHẮN SỬ DỤNG TẤM CHẮN ĐÔI
Mặt cắt hộp bọc chắn
sử dụng tấm chắn đôi
tại vị trí có khe hở