磁珠與電感在解決EMI和EMC方面的作用有何區(qū)別

穿芯電感的電感通常相對較小，從幾微亨到幾十微亨不等。電感與穿芯電感器中的導線的尺寸和長度以及磁珠的橫截面積有關，但是如果磁珠的電感與zui有關，也可以計算磁珠的相對磁導率。圖3和圖4分別是導絲和穿芯電感的示意圖。在計算穿芯電感時，必須首先計算圓截面直線的電感，然后通過將計算結(jié)果乘以磁珠的相對磁導率來計算穿芯電感的電感。此外，當穿芯電感器的工作頻率非常高時，磁珠中也會產(chǎn)生渦流，這相當于穿芯電感器的磁導率降低。這時，我們一般使用有效磁導率。有效磁導率是磁珠在一定工作頻率下的相對磁導率。然而，因為磁珠的工作頻率只有一個范圍，所以在實際應用中經(jīng)常使用平均磁導率。在低頻時，普通磁珠的相對磁導率非常大(大于100)，但在高頻時，其有效磁導率僅為相對磁導率的一小部分，甚至是一小部分。因此，磁珠也有截止頻率的問題。所謂的截止頻率是指當磁珠的有效磁導率降至接近1時的工作頻率fc，此時磁珠已經(jīng)失去了電感器的功能。通常，磁珠的截止頻率fc在30至30 ~ 300兆赫之間。截止頻率與磁珠的材料有關。通常，磁芯材料的磁導率越高，截止頻率fc越低，因為低頻磁芯材料的渦流損耗相對較大。在設計電路時，用戶可以要求磁芯材料供應商提供磁芯工作頻率和有效磁導率的測試數(shù)據(jù)，或者不同工作頻率下的磁芯滲透電感圖。圖5是穿過心臟的電感的頻率圖。

各種磁環(huán)的運用及區(qū)別

國內(nèi)外有許多鐵氧體制造商。這里以美國Magnetics公司生產(chǎn)的錳鋅鐵氧體為例介紹其應用現(xiàn)狀?；A材料有三種類型:電信基礎材料、寬帶和電磁干擾材料以及電力材料。電信用鐵氧體的磁導率范圍為750至2300，低損耗因數(shù)，高品質(zhì)因數(shù)Q，以及與溫度/時間的穩(wěn)定磁導率關系。它是運行中滲透率下降慢的一種，每十年下降3% ~ 4%。廣泛用于高Q濾波器、調(diào)諧濾波器、負載線圈、阻抗匹配變壓器、接近傳感器。寬帶鐵氧體通常也稱為高磁導率鐵氧體，磁導率分別為5000、10000和15000。其特點是低損耗因數(shù)、高磁導率和高阻抗/頻率。廣泛用于共模濾波器、飽和電感、電流互感器、漏電保護器、絕緣變壓器、信號和脈沖變壓器，以及寬帶變壓器和電磁干擾。功率鐵氧體具有4000~5000 Gs的高飽和磁感應強度。此外，它具有低損耗/頻率關系和低損耗/溫度關系。也就是說，隨著頻率的增加，損耗幾乎沒有增加。隨著溫度的升高，損耗變化不大。廣泛用于功率扼流圈、并聯(lián)濾波器、開關電源變壓器、開關電源電感、功率因數(shù)校正電路。

組合式抗EMI濾波器

電磁干擾濾波器的主要技術參數(shù)包括:額定電壓、額定電流、泄漏電流、測試電壓、絕緣電阻、DC電阻、工作溫度范圍、工作溫升Tr、插入損耗Adb、外形尺寸、重量等。在上述參數(shù)中，干擾是插入損耗(也稱為插入衰減)，它是評估電磁干擾濾波器性能的主要指標。

電磁干擾濾波器的設計必須首先獲得濾波器所需的噪聲衰減，通過使用各種噪聲分離器，無需添加任何濾波器元件，即可測量待測對象的共模和差模原始噪聲。然后，使用上述結(jié)果，計算所需的濾波器元件值，然后將整個設計的濾波器添加到待測試對象的電源的zui輸入的前端，并且測量并檢查此時的噪聲，以查看其是否符合規(guī)范。以下是濾波器設計步驟的介紹:

1)原始共模和差模噪聲的測量:噪聲被輸電阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(LISN)消除后，通過噪聲分離器獲得所需的噪聲值，噪聲分離器可由頻譜分析儀測量。

2)衰減計算:獲得共模或差模噪聲后，計算相關的噪聲衰減。考慮到當共模噪聲和差模噪聲衰減到標準時，由于相同的相位或相位差，火線和零線的總電壓噪聲可能會超過標準。為了避免這種情況，在計算衰減時，可以將標準設置為比規(guī)范限值低6dB，即使噪聲抑制要求更嚴格，以避免濾波后的噪聲仍然超過規(guī)范限值。

3)計算濾波器元件值:濾波器元件的電感和電容越大，其噪聲衰減能力越強，可達到的轉(zhuǎn)折頻率越低，其對低頻噪聲的抑制效果越好，但相對來說它必須付出成本和體積的增加。從材料特性可以看出，當電感和電容值較大時，元件阻抗特性的自諧振頻率越低，連續(xù)衰減噪聲的頻率范圍相對較窄，因此其值不能無限增加。考慮到電容值對體積的變化率小于電感值的變化率，以及所有商用電容器都有固定的電容值且彈性較小，在確定共模和差模濾波器的元件值時，應優(yōu)先考慮電容，在安全法規(guī)允許的情況下，應盡可能選擇較大的電容值。

抗干擾EMI的方法

鑒于醉的一些朋友近一直在網(wǎng)站上問我，我想談談如何防止電磁干擾。目前，抗電磁干擾的方法可能包括屏蔽、擴頻、濾波等。以及通過集成接地、布線、重疊等進行預防。電磁屏蔽法主要用于屏蔽300兆赫以上的電磁噪聲。此外，屏蔽復合材料也是常用的方法。例如，手機通常是真空電鍍的。塑料外殼中插入一個抗干擾磁環(huán)，隔離電磁波發(fā)散。擴頻規(guī)則用于擴展時鐘信號并降低峰值信號波形幅度，以降低信號的峰值電平。目前，一些基本輸入輸出系統(tǒng)已經(jīng)提供內(nèi)置的擴頻功能，可以由用戶設置。使用擴頻方法需要在信號失真和電磁干擾衰減之間取得平衡，通常為1% ~ 1.5%，如果超過3%，信號將會失真太大而不可行。濾波器或濾波器電路的使用通常被設計工程師所采用，因為其成本低并且需要表面貼裝工藝。濾波器的使用時機和方式根據(jù)不同的防護要求而定，如電源電路的電源走線上可以使用大電流的鐵氧體磁珠；普通鐵氧體磁珠可用于抑制特定頻率的噪聲信號。CMF用于抑制差模電路(如USB、1394和LVDS)的噪聲發(fā)射。