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铁氧体磁环在EMI滤波器设计中的重要作用

编辑:深圳滕州飞天激光自动化有限公司  字号:
摘要:铁氧体磁环在EMI滤波器设计中的重要作用
电磁干扰抑制铁氧体磁环、磁珠等由于使用方便、价格低廉而倍受设计人员的青睐,它的主要优点如下:

1)使用非常方便,直接套在需要滤波的电缆上即可。

2)不像其它滤波方式那样需要接地,因此对结构设计、线路板设计没有特殊的要求。

3)作为共模扼流圈使用时,不会造成信号失真,这对于传输高频信号的导线而言非常可贵。

电磁干扰抑制铁氧体与普通铁氧体的最大区别在于它具有很大的损耗,用这种铁氧体做磁芯制作的电感,其特性更接近电阻。它是一个电阻值随着频率增加而增加的电阻,当高频信号通过铁氧体时,电磁能量以热的形式耗散掉。

要充分发挥铁氧体的性能,下面一些注意事项十分重要:

A)铁氧体磁环(磁珠)的效果与电路阻抗有关:电路的阻抗越低,则铁氧体磁环(磁珠)的滤波效果越好。因此,在一般铁氧体材料的产品手册中,并不给出铁氧体材料的插入损耗,而是给出铁氧体材料的阻抗,铁氧体材料的阻抗越大,滤波效果也越好。

B)电流的影响:当穿过铁氧体的导线中流过较大的电流时,滤波器的低频插入损耗会变小,高频插入损耗变化不大。要避免这种情况发生,在电源线上使用时,可以将电源线与电源回流线同时穿过铁氧体。

C)铁氧体材料的选择:根据要抑制干扰的频率不同,选择不同磁导率的铁氧体材料。铁氧体材料的磁导率越高,低频的阻抗越大,高频的阻抗越小。

D)铁氧体磁环尺寸的确定:磁环的内外径差越大,轴向越长,阻抗越大。但内径一定要包紧导线。因此,要获得大的衰减,在铁氧体磁环内径包紧导线的前提下,尽量使用体积较大的磁环。

E)共模扼流圈的匝数:增加穿过磁环的匝数可以增加低频的阻抗,但是由于寄生电容增加,高频的阻抗会减小。盲目增加匝数来增加衰减量是一个常见的错误。当需要抑制的干扰频带较宽时,可在两个磁环上绕不同的匝数。

F)电缆上铁氧体磁环的个数:增加电缆上铁氧体磁环的个数,可以增加低频的阻抗,但高频的阻抗会减小。这是因为寄生电容增加的缘故。

G)铁氧体磁环的安装位置:一般尽量靠近干扰源。对于屏蔽机箱上的电缆,磁环尽量靠近机箱电缆的进出口。

H)与电容式滤波连接器一起使用效果更好:由于铁氧体磁环的效果取决于电路的阻抗,电路的阻抗越低,则磁环的效果越明显。因此当原来的电缆两端安装了电容式滤波连接器时,其阻抗很低,磁环的效果更明显。

铁氧体磁芯的线圈在频率较低时,仍然是一个电感,对于这种单个电感构成的滤波电路而言,截止频率为:Fco=1/(2πRsL),Rs 是原电路阻抗与负载电路阻抗的串联值。
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