用于 EMI/RFI 电缆屏蔽的导电热缩管

用于 EMI/RFI 电缆屏蔽的导电热缩管

热缩管可以提供通用的 EMI 屏蔽解决方案。
 

随着高速计算机和数据通信设备的激增和需求的增加，此类设备对电磁干扰 (EMI) 和射频干扰 (RFI) 的敏感性已变得越来越复杂，也带来了更高的挑战。在当今复杂的电子系统世界中，这种敏感性通常以两种方式之一表现出来：导致系统内部故障的传导 EMI/RFI，或导致附近其他设备故障的辐射 EMI/RFI。

如今，EMI/RFI 控制被认为非常重要，以至于美国、欧盟 (EU) 和其他国家/地区的联邦通信委员会 (FCC) 实施了严格的指导方针，强制要求电子系统中允许的 EMI/RFI 限制。电子设备制造商如果希望在全球范围内销售其产品，则必须遵守严格的 EMC 认证规定。法规相当全面，从涵盖复杂医疗设备和计算机的指令到规范普通家居用品的指令。

将 EMI/RFI 合规性设计到新设备中似乎只是另一项设计任务；但实际上，这项任务可能会变得相当复杂。例如，产品原型的 EMI/RFI 性能可能与实际生产单元的性能完全不同。制造商可能会发现新设备不符合 EMI/RFI 标准，直到试生产单元已经构建和测试。

屏蔽电缆

屏蔽电缆通常用于缓解 EMI/RFI，而 EMI/RFI 问题经常发生在屏蔽电缆与其连接器之间的连接处。常见的解决方案包括使用金属或金属化塑料连接器并将电缆屏蔽层焊接到连接器上，或者用铜带包裹连接点，然后将其焊接到电缆屏蔽层上。尽管这些类型的解决方案可能有效，但它们成本高、劳动强度大，并且会产生不一致的屏蔽性能。在更坏的情况下，屏蔽电缆和连接器之间的连接处可能缠绕不当。如果铜带无法覆盖结点的一小块区域，则电缆组件可能会发出高得无法接受的 EMI/RFI。维修尝试可能会撕裂或撕裂电缆的箔屏蔽层，从而使整条电缆无法使用。
 

热缩管

解决这些电缆相关问题的一种方法是使用屏蔽导电热缩管，并在管内涂上一层金属导电油墨。内部涂层在连接的接头周围提供电气连续性和 EMI、RFI 和 ESD 屏蔽。这种管材可以轻松且经济地解决许多 EMI/RFI 问题，并且不需要设计人员、工程师或用户对电磁和射频干扰及其随之而来的屏蔽问题有深入的了解。

在使用中，将适当直径的热缩管简单地放置在要屏蔽的部件或组件上，然后将热风枪、烤箱或任何其他常规加热设备的热量施加到管子上。管道收缩后，内部金属层在管道连接的物体的外表面之间提供电气连接，从而形成几乎 100% 有效的 360° 圆周屏蔽。

热缩管无需焊接。该管材是符合 MIL-STD-R-46846 标准的多用途聚烯烃。它符合严格的航空航天工业电气规范，如 ASTM E-595、NASA SPR-0022A 和 ESA PSS-010702，这些规范涵盖了聚合物材料在航天器应用中质量损失和收集的挥发性可冷凝材料的真空稳定性。它可用于可焊接和不可焊接的表面，例如冲压金属、电镀饰面和屏蔽漆。标准内径 (ID) 范围从 3mm 到 120mm，但定制材料可用于特定应用程序。
 

图 1. 不同直径热缩管的屏蔽效能。

屏蔽导电热缩管提供小于 1 Ω/英寸的低电阻屏蔽。屏蔽效能因管径和频率而异（图 1）。工作温度范围为 -55℃至 +135℃。

热缩管可在 EMC 合规性套件中获得，该套件由150mm长的6mm、9mm、12mm、19mm和25mm内径管组成（图 2 ). 这些套件非常适合用于原型和试生产环境，并且可以根据需要订购生产数量。
 

图 2. 热缩管的不同配置。

多功能性示例

热缩管的多功能性及其屏蔽效果已在各种应用中得到证明。

一种这样的应用是它在消防员的高科技头盔中的使用。制造商开发了一种新设计，将夜视、热感应和双向通信等先进系统融入头盔中。然而，在制造头盔时，成品中的各种电子系统距离很近，并且相互干扰。由此产生的串扰非常严重，几乎不可能同时使用多个系统组件。

使用热缩管覆盖头盔内部的电缆轻松解决了串扰问题。这个简单的解决方案避免了定制电缆屏蔽或金属外壳的设计和制造，从而降低了头盔的复杂性和重量。热缩管还能够承受消防员离开燃烧建筑物内的炎热环境并进入严冬天气时所经历的快速热变化。

另一家制造商设计了一种使用 RJ45 电话插孔的电缆组件。电缆组件中的圆形垫圈起到应力消除的作用。这种配置中的不规则形状——矩形插孔和圆形索环——会产生 EMI/RFI 问题，并且两者都必须屏蔽。不规则形状的组件组合的屏蔽可能非常困难。一个解决方案是通过形成一个可收缩的过渡套来在整个组件上滑动。一旦缩小尺寸，可收缩的靴子就解决了噪音问题。

一家农业传感器系统制造商为其中一种产品设计并加工了外壳。然而，当传感器及其相关电路板组装好后，单元的 EMC 测试显示出不可接受的 EMI/RFI 性能。制造商在这个阶段面临的困境是他已经在工具上进行了大量投资，而新外壳的设计对项目来说成本过高

简单的解决方案是将传感器和电路板放置在一段特殊的薄壁热缩管内。有了这个解决方案，整个组件仍然可以安装在现有外壳内，并解决了 EMI/RFI 问题，而不会放弃对原始外壳工具的大量投资。

结论

虽然并非所有 EMI/RFI 电缆屏蔽问题都可以通过单一产品（如热缩管）解决，但它可以成为应对 EMC 挑战的经济高效且易于实施的解决方案。


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