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EMC电路计划中消除电磁烦扰三大利器滤波电容器/共模电感/磁珠

2017-09-25 08:20分类:电工考证知识 阅读:

  滤波电容器、共模电感、磁珠在EMC计划电路中是多见的身影,也是消除电磁烦扰的三大利器。关于这这三者在电路中的效果,信赖还有很多工程师搞不了解。这篇文章从计划计划中,详细分析了消除EMC三大利器的原理。
1.滤波电容器
虽然从滤除高频噪声的视点看,电容的谐振是不期望的,可是电容的谐振并不是老是有害的。当要滤除的噪声频率断守时,能够经过调整电容的容量,使谐振点刚好落在打扰频率上。
在实习工程中,要滤除的电磁噪声频率通常高达数百MHz,乃至跨过1GHz。对这么高频的电磁噪声有必要运用穿心电容才华有用地滤除。通常电容之所以不能有用地滤除高频噪声,是由于两个要素,一个要素是电容引线电感构成电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路效果;另一个要素是导线之间的寄生电容使高频信号发作耦合,下降了滤波效果。


穿心电容之所以能有用地滤除高频噪声,是由于穿心电容不只没有引线电感构成电容谐振频率过低的疑问,而且穿心电容能够直接设备在金属面板上,运用金属面板起到高频阻隔的效果。可是在运用穿心电容时,要留神的疑问是设备疑问。穿心电容最大的缺陷是怕高温文温度冲击,这在将穿心电容往金属面板上焊接时构成很大艰难。很多电容在焊接进程中发作损坏。分外是当需求将很多的穿心电容设备在面板上时,只需有一个损坏,就很难批改,由于在将损坏的电容拆下时,会构成附近其它电容的损坏。
2.共模电感
由于EMC所面对处理疑问大多是共模烦扰,因而共模电感也是咱们常用的有力元件之一,共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模烦扰按捺器材,它由两个规范一样,匝数一样的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,构成一个四端器材,要关于共模信号呈现出大电感具有按捺效果,而关于差模信号呈现出很小的漏电感简直不起效果。原理是流过共模电流时磁环中的磁通互相叠加,然后具有恰当大的电感量,对共模电流起到按捺效果,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通互相抵消,简直没有电感量,所以差模电流能够无衰减地经过。因而共模电感在平衡线路中能有用地按捺共模烦扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。
共模电感在制造时应满意以下恳求:
1)绕制在线圈磁芯上的导线要互相绝缘,以确保在瞬时过电压效果下线圈的匝间不发作击穿短路。
2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要呈现丰满。
3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以避免在瞬时过电压效果下两者之间发作击穿。
4)线圈应尽或许绕制单层,这么做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授才华。
通常状况下,一同留神挑选所需滤波的频段,共模阻抗越大越好,因而咱们在挑选共模电感时需求看器材资料,首要依据阻抗频率曲线挑选。别的挑选时留神机考差模阻抗对信号的影响,首要注重差模阻抗,分外留神高速端口。
3.磁珠
在商品数字电路EMC计划进程中,咱们常常会运用到磁珠,铁氧体资料是铁镁合金或铁镍合金,这种资料具有很高的导磁率,他可所以电感的线圈绕组之间在高频高阻的状况下发作的电容最小。铁氧体资料通常在高频状况下运用,由于在低频时他们首要程电感特性,使得线上的损耗很小。在高频状况下,他们首要呈电抗特性比而且随频率改动。实习运用中,铁氧体资料是作为射频电路的高频衰减器运用的。实习上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得恰当高,致使于电流悉数经过电阻。铁氧体是一个耗费设备,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性抉择的。
铁氧体磁珠与通常的电感比照具有十分好的高频滤波特性。铁氧体在高频时呈现电阻性,恰当于质量因数很低的电感器,所以能在恰当宽的频率计划内坚持较高的阻抗,然后跋涉高频滤波效能。 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,因而电感量较大,L起首要效果,电磁烦扰被反射而遭到按捺;而且这时磁芯的损耗较小,悉数器材是一个低损耗、高Q特性的电感,这种电感简略构成谐振因而在低频段,有时或许呈现运用铁氧体磁珠后烦扰增强的景象。 在高频段,阻抗由电阻成分构成,跟着频率添加,磁芯的磁导率下降,致使电感的电感量减小,感抗成分减小。可是,这时磁芯的损耗添加,电阻成分添加,致使总的阻抗添加,当高频信号经过铁氧体时,电磁烦扰被吸收并改换成热能的办法耗散掉。
铁氧体按捺元件广泛运用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线进口端加上铁氧体按捺元件,就能够滤除高频烦扰。铁氧体磁环或磁珠专用于按捺信号线、电源线上的高频烦扰和尖峰烦扰,它也具有吸收静电放电脉冲烦扰的才华。
运用片式磁珠仍是片式电感首要还在于实习运用场合。在谐振电路中需求运用片式电感。而需求消除不需求的EMI噪声时,运用片式磁珠是最好的挑选。 片式磁珠和片式电感的运用场合: 片式电感: 射频(RF)和无线通讯,信息技能设备,雷达检波器,轿车电子,蜂窝电话,寻呼机,音频设备,PDAs(自个数字助理),无线遥控体系以及低压供电模块等。片式磁珠: 时钟发作电路,仿照电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部联接器(比方串口,并口,键盘,鼠标,远程电信,本地局域网),射频(RF)电路和易受烦扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导烦扰,计算机,打印机,录像机(VCRS),电视体系和手提电话中的EMI噪声遏止。
磁珠的单位是欧姆,由于磁珠的单位是依照它在某一频率发作的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。磁珠的DATASHEET上通常会供给频率和阻抗的特性曲线图,通常以十0MHz为规范,比方是在十0MHz频率的时分磁珠的阻抗恰当于十00欧姆。关于咱们所要滤波的频段需求挑选磁珠阻抗越大越好,通常状况下挑选600欧姆阻抗以上的。
别的挑选磁珠时需求留神磁珠的通流量,通常需求降额80%处理,用在电源电路时要思考直流阻抗对压降影响。

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