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第七章搭接技术及其应用
2011-04-06
搭接形成了两导电体之间具有导电性的固定结合,实现了屏蔽、接地、滤波等抑制电磁干扰的技术措施和设计目的,是EMC的重要技术之一。
搭接(Bonding)是指两个金属物体之间通过机械、化学或物理方法实现结构连接,以建立一条稳定的低阻抗电气通路的工艺过程。
搭接的目的在于为电流的流动提供一个均匀的结构面和低阻抗通路,以避免在相互连接的金属件间形成电位差。
(因为这种电位差对所有频率都可能引起电磁干扰)
搭接技术在电子、电气设备和系统中有广泛的应用。
一个设备的机箱——另一个设备的机箱
设备机箱——接地平面
信号回路——地回路
电源回路——地回路
屏蔽层——地回路
接地平面——连接大地的地网或地桩之间,都要进行搭接。搭接阻抗一般很小,EMC考虑
直流电阻也是决定搭接有效性的指标
良好的搭接是减小电磁干扰,实现电磁兼容性所必须的。
良好搭接的作用在于:
①减少设备间电位差引起的骚扰;
②减少接地电阻,从而降低接地公共阻抗骚扰和各种地回路骚扰;
③实现屏蔽、滤波、接地等技术的设计目的;
④防止雷电放电的危害,保护设备等的安全;
⑤防止设备运行期间的静电电荷积累,避免静电放电骚扰。
此外,良好搭接可以保护人身安全,避免电源与设备外壳偶然短路时所形成的电击伤害等。
因此,搭接技术是抑制电磁干扰的重要措施之一。
为了说明良好搭接(Good Bonding)的重要性,下面举一个由不良搭接(Poor Bonding)导致滤波电路失效的例子。
图7-1中,干扰源(Interference Source)与敏感设备Susceptible Equipment)之间接一Π型滤波器(Π-section Filter)。
该滤波器是一个低通滤波器,
其作用是滤除设备电源线中
的高频骚扰分量。
在高频情况下,旁路电容器
的电抗呈低阻抗,出现在电
源线上的干扰信号沿着通路
①被旁路至地。
因此,干扰信号不会到达敏感设备,达到了滤波目的。
不良搭接对抑制电磁干扰的影响:
…。
,或者由于振动使搭接点松动,这样的搭接点会起到间歇式触点的作用。
即使直流电流或工频交流电流通过这样的搭接点,在此搭接点所产生的放电火花也可能形成频率高达几百 MHz的骚扰信号。
3. 信号电路接地系统中,各个构件搭接不良会使接地措施形同虚设。不良搭接使搭接阻抗增加,会在搭接处形成干扰电压降,破坏理想接地等电位的要求。

,如果存在松动的搭接点,就会在某些用电负载上产生很高的电压降,足以损坏用电设备。
防雷电保护网络中,雷击放电电流通过不良搭接点时,会在搭接处产生几千伏的电压降,由此产生的电弧放电可能造成火灾或者引起其它危害。 工频交流供电线路中,如果存在松动的搭接点,就会在某些用电负载上产生很高的电压降,足以损坏用电设备。同时大电流通过搭接点时,使搭接点处发热致使绝缘破坏,轻则造成线路故障,重则引起火灾。
搭接方法(Bonding Methods)可分为永久性搭接和半永久性搭接两种。永久性搭接是利用铆接(Rivet)、熔焊(Welding)、钎焊(Soldering)、压接等工艺方法,使两种金属物体保持固定连接。永久性搭接在装置的全寿命期内,应保持固定的安装位置,不要求拆卸检查、维修或者做系统更改。永久性搭接在预定的寿命期内应具有稳定的低阻抗电气性能。半永久性搭接是利用螺栓、螺钉、夹具等辅助器件使两种金属物体保持连接的方法,它有利于装置的更改、维修和替换部件,有利于测量工作,可以降低系统造成成本。
搭接类型分为两种基本类型:直接搭接(Direct)和间接搭接(Indirect)。直接搭接是两裸金属或导电性很好的金属特定部位的表面直接接触,牢固地建立一条导电良好的电气通路。直接搭接的连接电阻的大小取决于搭接金属接触面积、接触压力、接触表面的杂质和接触表面硬度等因素。实际工程中,有许多情况要求两种互连的金属导体在空间位置上分离或者保持相对的运动,显然这一要求妨碍了直接搭接方式的实现。此时,就需要采用搭接带(搭接条,Bond Strap)或者其它辅助导体将两个金属物体连接起来,这种连接方式称为间接搭接。
间接搭接的连接电阻等于搭接条两端的连接电阻之和与搭接条电阻相加搭接条在高频时呈现很大的阻抗。所有高频时多采用直接搭接;设备需要移动或者抗机械冲击时,需要用间接搭接。熔接、焊接、锻造、铆接、栓接等方法都可以实现两金属间的裸面接触。搭接前需要对搭接体表面进行净化处理,有时还在搭接体表面镀银或金来覆盖一层良导电层。