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亳州2023-05-25 11:04:51
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联系人:何先生
磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料,许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容。对于抑制电磁干扰用的铁氧体,重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数,实数部分构成电感,虚数部分代表损耗,随着频率的增加而增加。因此,它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路,L和R都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加,但是在不同频率时其机理是完全不同的。
在低频段,阻抗由电感的感抗构成,低频时R很小,磁芯的磁导率较高,因此电感量较大,L起主要作用,电磁干扰被反射而受到抑制,并且这时磁芯的损耗较小,整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感,这种电感容易造成谐振因此在低频段,有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。 在高频段,阻抗由电阻成分构成,随着频率升高,磁芯的磁导率降低,导致电感的电感量减小,感抗成分减小 但是,这时磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导致总的阻抗增加,当高频信号通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。
磁珠和电感在解决EMI和EMC方面各与什么作用,首先我们来看看磁珠和电感的区别,电感是闭合回路的一种属性,多用于电源滤波回路,而磁珠主要多 用于信号回路,用于EMC对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电 路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,两者都可用于处理EMC、EMI问题。
磁珠和电感在解决EMI和EMC方面各与什么作用,首先我们来看看磁珠和电感的区别,电感是闭合回路的一种属性,多用于电源滤波回路,而磁珠主要多 用于信号回路,用于EMC对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电 路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,两者都可用于处理EMC、EMI问题。
磁珠和电感在EMI和EMC电路中关键是是对高频传导干扰信号进行抑制,也有抑制电感的作用。但从原理方面来看,磁珠可等效成一个电感,等于还是存在一定的 区别,区别在于电感线圈有分布电容。因此,电感线圈就相当于一个电感与一个分布电容并联。如图1所示。图1中,LX为电感线圈的等效电感(理想电 感),RX为线圈的等效电阻,CX为电感的分布电容。理论上对传导干扰信号进行抑制,要求抑制电感的电感量越大越好,但对于电感线圈来说,电感量越大,则电感线圈的分布电容也越大,两者的作用将会互相抵消。
是普通电感线圈的阻抗与频率的关系图,由图中可以看出,电感线圈的阻抗开始的时候是随着频率升高而增大的,但当它的阻抗增大到值以后,阻抗反而随着 频率升高而迅速下降,这是因为并联分布电容的作用。当阻抗增到值的地方,就是电感线圈的分布电容与等效电感产生并联谐振的地方。图中,L1 > L2 > L3,由此可知电感线圈的电感量越大,其谐振频率就越低。从图2中可以看出,如果要对频率为1MHZ的干扰信号进行抑制,选用L1倒不如选用L3,因为 L3的电感量要比L1小十几倍,因此L3的成本也要比L1低很多。
磁珠另一个用途就是用来做电磁屏蔽,它的电磁屏蔽效果比屏蔽线的屏蔽效果还要好,这是一般人不太注意的。其使用方法就是让一双导线从磁珠中间穿过,那么当有 电流从双导线中流过时,其产生的磁场将大部份集中在磁珠体内,磁场不会再向外辐射;由于磁场在磁珠体内会产生涡流,涡流产生电力线的方向与导体表面电力线 的方向正好相反,互相可以抵消,因此,磁珠对于电场同样有屏蔽作用,即:磁珠对导体中的电磁场有很强的屏蔽作用。使用磁珠进行电磁屏蔽的优点是磁珠不用接地,可以免去屏蔽线要求接地的麻烦。用磁珠作为电磁屏蔽,对于双导线来说,还相当于在线路中接了一个共模抑制电感,对共模干扰信号有很强的抑制作用。
从上述我们可以了解到,磁珠和电感在EMC、EMI电路中都能起到抑制的作用,主要是抑制方面的不同,而电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了,先必需 明白EMI的两个途径,即:辐射和传导,不同的途径采用不同的抑制方法。前者用磁珠,后者用电感。还需我们注意的地方是共模抑制电感与Y电容的连接位置, 那什么是共模抑制电感,就是在地线或其它输入输出线之间串联电感,这个电感称为共模抑制电感,共模抑制电感的一端与机器中的地线(公共端)相连,另一端与 一个Y电容相连,Y电容的另一端与大地相连。这是抑制传导干扰的有效方法。
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