鐵氧體磁環(huán)在EMI濾波器設(shè)計中的重要作用
出處:mgfer 發(fā)布于:2009-07-13 17:07:46
電磁干擾抑制鐵氧體磁環(huán)、磁珠等由于使用方便、價格低廉而倍受設(shè)計人員的青睞,它的主要優(yōu)點如下:
1)使用非常方便,直接套在需要濾波的電纜上即可。
2)不像其它濾波方式那樣需要接地,因此對結(jié)構(gòu)設(shè)計、線路板設(shè)計沒有特殊的要求。
3)作為共模扼流圈使用時,不會造成信號失真,這對于傳輸高頻信號的導(dǎo)線而言非??少F。
電磁干擾抑制鐵氧體與普通鐵氧體的區(qū)別在于它具有很大的損耗,用這種鐵氧體做磁芯制作的電感,其特性更接近電阻。它是一個電阻值隨著頻率增加而增加的電阻,當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時,電磁能量以熱的形式耗散掉。
要充分發(fā)揮鐵氧體的性能,下面一些注意事項十分重要:
A)鐵氧體磁環(huán)(磁珠)的效果與電路阻抗有關(guān):電路的阻抗越低,則鐵氧體磁環(huán)(磁珠)的濾波效果越好。因此,在一般鐵氧體材料的產(chǎn)品手冊中,并不給出鐵氧體材料的插入損耗,而是給出鐵氧體材料的阻抗,鐵氧體材料的阻抗越大,濾波效果也越好。
B)電流的影響: 當(dāng)穿過鐵氧體的導(dǎo)線中流過較大的電流時,濾波器的低頻插入損耗會變小,高頻插入損耗變化不大。要避免這種情況發(fā)生,在電源線上使用時,可以將電源線與電源回流線同時穿過鐵氧體。
C)鐵氧體材料的選擇:根據(jù)要抑制干擾的頻率不同,選擇不同磁導(dǎo)率的鐵氧體材料。鐵氧體材料的磁導(dǎo)率越高,低頻的阻抗越大,高頻的阻抗越小。Sp3安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)
D)鐵氧體磁環(huán)尺寸的確定:磁環(huán)的內(nèi)外徑差越大,軸向越長,阻抗越大。但內(nèi)徑一定要包緊導(dǎo)線。因此,要獲得大的衰減,在鐵氧體磁環(huán)內(nèi)徑包緊導(dǎo)線的前提下,盡量使用體積較大的磁環(huán)。
E)共模扼流圈的匝數(shù):增加穿過磁環(huán)的匝數(shù)可以增加低頻的阻抗,但是由于寄生電容增加,高頻的阻抗會減小。盲目增加匝數(shù)來增加衰減量是一個常見的錯誤。當(dāng)需要抑制的干擾頻帶較寬時,可在兩個磁環(huán)上繞不同的匝數(shù)。
F)電纜上鐵氧體磁環(huán)的個數(shù):增加電纜上鐵氧體磁環(huán)的個數(shù),可以增加低頻的阻抗,但高頻的阻抗會減小。這是因為寄生電容增加的緣故。
G)鐵氧體磁環(huán)的安裝位置:一般盡量靠近干擾源。對于屏蔽機箱上的電纜,磁環(huán)盡量靠近機箱電纜的進出口。
H)與電容式濾波連接器一起使用效果更好:由于鐵氧體磁環(huán)的效果取決于電路的阻抗,電路的阻抗越低,則磁環(huán)的效果越明顯。因此當(dāng)原來的電纜兩端安裝了電容式濾波連接器時,其阻抗很低,磁環(huán)的效果更明顯。
鐵氧體磁芯的線圈在頻率較低時,仍然是一個電感, 對于這種單個電感構(gòu)成的濾波電路而言,截止頻率為:Fco=1/(2πRsL), Rs 是原電路阻抗與負(fù)載電路阻抗的串聯(lián)值。
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