EWIS EMC之屏蔽层长度及接地影响分析

EWIS EMC的传导耦合可分为电阻性耦合，电容性耦合，电感性耦合三方面进行分析，其中电容性耦合又称电场耦合，是两个电路之间的电场相互作用产生的，被干扰源上耦合产生的干扰电压，由干扰源频率、幅值、被干扰源对地电阻（或负载电阻）、线间电容共同决定。平行双导线间的电容性耦合物理模型与等效电路如下：

电容性耦合等效模型

电容性耦合等效电路

上文阐述，经过计算可得：U_N≈jwRC₁₂U_1。实际上，这里只考虑了一种情况，即R为电路2的负载电阻。但是如果R较大，即R为导线2对地的绝缘电阻（通常R＞50MΩ），那么此种情况就要另当别论。

由上图（等效电路图）可以看出，U_N为U₁在R上面的分压，不难得出，当R＞50MΩ时，

由此可见，无论R为电路2的负载电阻，或导线2的对地电阻，在导线2无屏蔽层的情况下，导线2上耦合产生的电压U_N都是不可忽视的。增加屏蔽层后，等效模型与电路如下：

下面分三种情况讨论：

（1）     若导线2与地之间的电阻无限大，且导线2完全被屏蔽层包围，此时R=∞，C₁₂=0，C_2G=0，可以得出，

由于屏蔽层与导线2之间无电流电压，因此导线2上耦合出的干扰电压（屏蔽层对地电压加导线2对屏蔽层电压）就是U_S。即：

U_N=U_S

此时，如果屏蔽层接地，则Us=0，即U_N=0，此种情况为理想情况，可以理解为，当导线2对地电阻无限大时（对地绝缘），如果把导线2完整的屏蔽，且屏蔽接地，则导线2上无耦合干扰电压。

（2）若导线2与地之间电阻无限大（对地绝缘），但导线2没有完全被屏蔽层覆盖，此时R=∞，C₁₂与C_2G为有限值，，在导线2上耦合的干扰电压可以表示为：

其中，C₁₂取决于导线2露在屏蔽层外的那部分长度，露出的长度越大，值越大。这种情况下，为了减小U_N，就要减小导线露在屏蔽层外的长度，且保证屏蔽层的良好接地。

（3）若导线2延伸到屏蔽层之外，且R为有限值（R为负载电阻），当屏蔽层接地时，可得：

U_N≈jwRC₁₂U₁

这个式子与前文所得R为负载电阻，导线2未屏蔽时的U_N完全一致，但是此式子中的C₁₂为导线2露出屏蔽那部分与导线1之间的电容，远小于前文中的C₁₂，因此，耦合电压因为屏蔽而大大减小。

由上述三种情况，可以得出结论，在EWIS隔离设计中，为降低被干扰源的受扰，要对被干扰源进行全路径的屏蔽，且屏蔽要进行良好接地。

实际工程应用中，导线屏蔽层的引出通常使用焊锡环加屏蔽引出线，或特殊尾部附件进行屏蔽层处理，目的都是进行屏蔽层的有效接地。

在实际EWIS研制过程中，经常会遇到单芯屏蔽线拼接或屏蔽电缆拼接的情况，此时做到线芯可靠连接的同时，也要做到屏蔽层的有效搭接，推荐使用屏蔽死接头。若只做到线芯拼接，由上述计算论证可得出，干扰电压U_N不可忽略。

EWIS研制过程中被普遍选用的焊锡环

EWIS屏蔽接地引出实例

保证屏蔽连续完整的屏蔽死接头

 王哲

北京航空航天大学双学士

EWIS工程师