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[导读]随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如EMC。工程师们对于EMC在熟悉不过了,滤波电容器、共模电感、磁珠分别为消除电磁干扰的三大法宝。但是对于很多工程师而言,是通过什么怎么才能解除电磁干扰的还不是很明白。

随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如EMC。工程师们对于EMC在熟悉不过了,滤波电容器、共模电感、磁珠分别为消除电磁干扰的三大法宝。但是对于很多工程师而言,是通过什么怎么才能解除电磁干扰的还不是很明白。

01滤波电容

尽管从滤除高频噪声的观点来看,电容器的谐振是不希望的,但是电容器的谐振并不总是有害的。当确定要滤除的噪声的频率时,可以调节电容器的容量,以使谐振点恰好落在干扰频率上。在实际工程中,要过滤的电磁噪声的频率通常高达数百MHz,甚至超过1 GHz。对于此类高频电磁噪声,必须使用馈通电容器来有效滤除。

普通电容器不能有效滤除高频噪声的原因有两个:一是电容器引线电感引起电容器谐振,对高频信号呈现出大阻抗,削弱了高频的旁路效应。信号;另一个原因是导线之间的寄生电容导致高频信号耦合,从而降低了滤波效果。

02共模电感

由于EMC面临的大多数问题是共模干扰,所以共模电感器也是我们常用的强大组件之一。共模电感器是具有铁氧体磁芯的共模干扰抑制设备。它由两个大小相同且匝数相同的线圈对称地缠绕在相同的铁氧体环形磁芯上形成一个四端子组成。该器件对共模信号的大电感有抑制作用,但影响很小差模信号的漏感很小。

原理是,当共模电流流过时,磁环中的磁通量会相互叠加,从而具有很大的电感并抑制共模电流。当两个线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感,因此差模电流可以通过而不会衰减。因此,共模电感可以有效地抑制平衡线路中的共模干扰信号,并且对线路正常传输的差模信号没有影响。

03磁珠

在产品数字电路的EMC设计过程中,我们经常使用磁珠。铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金。该材料具有高磁导率。它可以在电感器的线圈绕组之间。在高频高电阻的情况下产生的电容最小。

铁氧体材料通常用于高频场合,因为它们主要是低频下的电感特性,因此线损非常小。在高频情况下,它们主要表现出电抗特性比并随频率变化。在实际应用中,铁氧体材料被用作射频电路的高频衰减器。实际上,铁氧体更好地等效于电阻和电感的并联连接。电阻在低频时被电感短路,而电感的阻抗在高频时变得很高,因此所有电流都流过电阻。

铁氧体是一种消耗设备,其上的高频能量被转换成热能,而热能由其电阻特性决定。铁氧体磁珠比普通电感器具有更好的高频滤波特性。铁氧体在高频下是电阻性的,等效于具有非常低品质因数的电感器,因此它可以在相对较宽的频率范围内保持相对较高的阻抗,从而提高了高频滤波的效率。

在低频范围内,阻抗由电感的感抗组成。在低频下,R很小,磁芯的导磁率很高,因此电感很大。 L起主要作用,电磁干扰得到反射和抑制;磁芯损耗很小,整个器件是一个低损耗,高Q电感器。该电感可能会引起谐振。因此,在低频段,使用铁氧体磁珠后干扰可能会增加。

在高频范围内,阻抗由电阻成分组成。随着频率增加,磁芯的磁导率减小,从而导致电感器的电感减小和电感性电抗分量减小。然而,此时,磁芯的损耗增加并且电阻分量增加,导致总阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转化为热量散发。

针对我们所要滤波的频段需要选取磁珠阻抗越大越好,通常情况下选取600欧姆阻抗以上的。另外选择磁珠时需要注意磁珠的通流量,一般需要降额80%处理,用在电源电路时要考虑直流阻抗对压降影响。在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

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