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磁珠和电感在EMC、EMI电路的效果

2017-08-05 12:17分类:电工考证知识 阅读:

 

  磁珠和电感在处理EMI和EMC方面各与啥效果,首要咱们来看看磁珠和电感的差异,电感是闭合回路的一种特征,多用于电源滤波回路,而磁珠首要多 用于信号回路,用于EMC对策磁珠首要用于按捺电磁辐射搅扰,而电感用于这方面则侧重于按捺传导性搅扰。磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电 路,PLL,振动电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需求在电源输入有些加磁珠,两者都可用于处理EMC、EMI疑问。

  磁珠和电感在EMI和EMC电路中要害是是对高频传导搅扰信号进行按捺,也有按捺电感的效果。但从原理方面来看,磁珠可等效成一个电感,等于仍是存在必定的 差异,最大差异在于电感线圈有散布电容。因而,电感线圈就恰当于一个电感与一个散布电容并联。如图1所示。图1中,LX为电感线圈的等效电感(志向电 感),RX为线圈的等效电阻,CX为电感的散布电容。

EMI和EMC电路中磁珠和电感起到的纷歧样效果

  图1 电感线圈的等效电路图

  理论上对传导搅扰信号进行按捺,恳求按捺电感的电感量越大越好,但关于电感线圈来说,电感量越大,则电感线圈的散布电容也越大,两者的效果将会相互抵消。

EMI和EMC电路中磁珠和电感起到的纷歧样效果

  图2 通常电感线圈的阻抗与频率的联络图

  图 2是通常电感线圈的阻抗与频率的联络图,由图中能够看出,电感线圈的阻抗开端的时分是跟着频率添加而增大的,但当它的阻抗增大到最大值往后,阻抗反而跟着 频率添加而活络下降,这是因为并联散布电容的效果。当阻抗增到最大值的本地,即是电感线圈的散布电容与等效电感发作并联谐振的本地。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中能够看出,假定要对频率为1MHZ的搅扰信号进行按捺,选用L1倒不如选用L3,因为 L3的电感量要比L1小十几倍,因而L3的本钱也要比L1低许多。

  假定咱们还要对按捺频率进一步跋涉,那么咱们究竟选用的电感线圈就只好是它的最小极限值,只需1圈或不到1圈了。磁珠,即穿心电感,即是一个匝数小于1圈的电感线圈。但穿心电感比单圈电感线圈的散布电容小好几倍到几十倍,因而,穿心电感比单圈电感线圈的作业频率更高。

  穿 心电感的电感量通常都比照小,大概在几微亨到几十微亨之间,电感量巨细与穿心电感中导线的巨细以及长度,还有磁珠的截面积都有联络,但与磁珠电感量联络最 大的还要算磁珠的相对导磁率Uy.图3、图4是别离是教导线和穿心电感的原理图,核算穿心电感时,首要要核算一根圆截面直导线的电感,然后核算效果乘上磁 珠相对导磁率 就能够求出穿心电感的电感量。

EMI和EMC电路中磁珠和电感起到的纷歧样效果

  图3 圆截面直导线的电感图

EMI和EMC电路中磁珠和电感起到的纷歧样效果

  图4 磁珠穿心电感图

  其他,当穿心电感的作业频率很高时,在磁珠体内还会发作涡流,这恰当于穿心电感的导磁率要下降,此刻,咱们通常都运用有用导磁率。有用导磁率 即是在某个作业频率之下,磁珠的相对导磁率。但因为磁珠的作业频率都仅仅一个计划,因而在实习运用中多用均匀导磁率。

  在低频时,通常磁珠的相对导磁率都很大(大于十0),但在高频时其有用导磁率只需相对导磁率的几分之一,乃至几十分之一。因而,磁珠也有截止频率的疑问, 所谓截止频率,即是使磁珠的有用导磁率下降到挨近1时的作业频率fc,此刻磁珠现已失掉一个电感的效果。通常磁珠的截止频率fc都在30~300MHz之 间,截止频率的凹凸与磁珠的资料有关,通常导磁率越高的磁芯资料,其截止频率fc反而越低,因为低频磁芯资料涡流损耗比照大。运用者在进行电路计划的时 候,可恳求磁芯资料的供货商供给磁芯作业频率与有用导磁率 的查验数据,或穿心电感在纷歧样作业频率之下的曲线图。图5是穿心电感的频率曲线图。

EMI和EMC电路中磁珠和电感起到的纷歧样效果

  图5 穿心电感的频率曲线图

  磁珠另一个用处即是用来做电磁屏蔽,它的电磁屏蔽效果比屏蔽线的屏蔽效果还要好,这是通常人不太留神的。其运用办法即是让一双导线从磁珠基地穿过,那么当有 电流从双导线中流过期,其发作的磁场将大部份会集在磁珠体内,磁场不会再向外辐射;因为磁场在磁珠体内会发作涡流,涡流发作电力线的方向与导体外表电力线 的方向刚好相反,相互能够抵消,因而,磁珠关于电场一样有屏蔽效果,即:磁珠对导体中的电磁场有很强的屏蔽效果。

  运用磁珠进行电磁屏蔽的利益是磁珠不必接地,可防止去屏蔽线恳求接地的费事。用磁珠作为电磁屏蔽,关于双导线来说,还恰当于在线路中接了一个共模按捺电感,对共模搅扰信号有很强的按捺效果。

  从上述咱们能够了解到,磁珠和电感在EMC、EMI电路中都能起到按捺的效果,首要是按捺方面的纷歧样,而电感在高频谐振往后都不能复兴电感的效果了,先必需 了解EMI的两个路径,即:辐射和传导,纷歧样的路径选用纷歧样的按捺办法。前者用磁珠,后者用电感。还需咱们留神的本地是共模按捺电感与Y电容的联接方位, 那啥是共模按捺电感,即是在地线或其它输入输出线之间串联电感,这个电感称为共模按捺电感,共模按捺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。这是按捺传导搅扰的最有用办法。

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