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磁珠在-開關(guān)電源-EMC設(shè)計中的應(yīng)用[電磁兼容]

時間:2009-06-29 19:55:33來源:網(wǎng)絡(luò) 作者:admin 點擊:次
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本文通過介紹磁珠的基本原理和特性來說明它在開關(guān)電源電磁兼容方面的重要性，以求為開關(guān)電源產(chǎn)品設(shè)計者在設(shè)計新產(chǎn)品時提供更多、更好的選擇。
電磁兼容問題已經(jīng)成為電子設(shè)計制造中的熱點和難點問題。實際應(yīng)用中的電磁兼容問題十分復(fù)雜，絕不是依靠理論知識就能夠解決的，它更依賴于廣大電子工程師的實際經(jīng)驗。為了更好地解決電子產(chǎn)品的電磁兼容性這一問題，主要要考慮接地、）電路與PCB板設(shè)計、電纜設(shè)計、屏蔽設(shè)計等問題。

 1 鐵氧體電磁干擾抑制元件

鐵氧體是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。它的制造工藝和機械性能與陶瓷相似，顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中經(jīng)常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料，許多廠商都提供專門用于電磁干擾抑制的鐵氧體材料。這種材料的特點是高頻損耗非常大。對于抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的性能參數(shù)為磁導(dǎo)率μ和飽和磁通密度Bs。磁導(dǎo)率μ可以表示為復(fù)數(shù)，實數(shù)部分構(gòu)成電感，虛數(shù)部分代表損耗，隨著頻率的增加而增加。因此，它的等效電路為由電感L和電阻R組成的串聯(lián)電路，L和R都是頻率的函數(shù)。當(dāng)導(dǎo)線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構(gòu)成的電感阻抗在形式上是隨著頻率的升高而增加，但是在不同頻率時其機理是完全不同的。

在低頻段，阻抗由電感的感抗構(gòu)成，低頻時R很小，磁芯的磁導(dǎo)率較高，因此電感量較大，L起主要作用，電磁干擾被反射而受到抑制；并且這時磁芯的損耗較小，整個器件是一個低損耗、高Q特性的電感，這種電感容易造成諧振因此在低頻段，有時可能出現(xiàn)使用鐵氧體磁珠后干擾增強的現(xiàn)象。

在高頻段，阻抗由電阻成分構(gòu)成，隨著頻率升高，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感的電感量減小，感抗成分減小 但是，這時磁芯的損耗增加，電阻成分增加，導(dǎo)致總的阻抗增加，當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

2 磁珠的原理和特性

當(dāng)電流流過其中心孔中的導(dǎo)線時，便會是磁珠內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)流動的磁道。用于EMI控制的鐵氧體配制時，應(yīng)當(dāng)可以把大部分磁通作為材料中的熱散掉。這個現(xiàn)象可以由一個電感器和一個電阻器的串聯(lián)組合來模擬。如圖2所示

兩個元件的數(shù)值大小與磁珠的長度成正比，而且磁珠的長度對抑制效果有明顯影響，磁珠長度越長抑制效果越好。由于信號能量呈磁耦合加到磁珠上，故電感器的電抗與電阻的大小隨頻率的升高而增大。磁耦合的效率取決于磁珠材料相對于空氣的導(dǎo)磁率。通常組成磁珠的鐵氧體容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持

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