磁珠和電感在EMI和EMC電路中關(guān)鍵是是對(duì)高頻傳導(dǎo)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制,也有抑制電感的作用。但從原理方面來看,磁珠可等效成一個(gè)電感,等于還是存在一定的 區(qū)別,最大區(qū)別在于電感線圈有分布電容。因此,電感線圈就相當(dāng)于一個(gè)電感與一個(gè)分布電容并聯(lián)。如圖1所示。圖1中,LX為電感線圈的等效電感(理想電 感),RX為線圈的等效電阻,CX為電感的分布電容。
你的位置:首頁 > EMC安規(guī) > 正文
磁珠和電感在EMI和EMC電路中的作用
發(fā)布時(shí)間:2015-07-17 責(zé)任編輯:tomruanduo
【導(dǎo)讀】導(dǎo)讀:磁珠專用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。電感是閉合回路的一種屬性側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾。那么磁珠和電感在解決EMI和EMC方面各有什么作用呢?
磁珠和電感在EMI和EMC電路中關(guān)鍵是是對(duì)高頻傳導(dǎo)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制,也有抑制電感的作用。但從原理方面來看,磁珠可等效成一個(gè)電感,等于還是存在一定的 區(qū)別,最大區(qū)別在于電感線圈有分布電容。因此,電感線圈就相當(dāng)于一個(gè)電感與一個(gè)分布電容并聯(lián)。如圖1所示。圖1中,LX為電感線圈的等效電感(理想電 感),RX為線圈的等效電阻,CX為電感的分布電容。
圖1 電感線圈的等效電路圖
理論上對(duì)傳導(dǎo)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制,要求抑制電感的電感量越大越好,但對(duì)于電感線圈來說,電感量越大,則電感線圈的分布電容也越大,兩者的作用將會(huì)互相抵消。
EMI和EMC電路中磁珠和電感起到的不同作用
圖2 普通電感線圈的阻抗與頻率的關(guān)系圖
由圖中可以看出,電感線圈的阻抗開始的時(shí)候是隨著頻率升高而增大的,但當(dāng)它的阻抗增大到最大值以后,阻抗反而隨著 頻率升高而迅速下降,這是因?yàn)椴⒙?lián)分布電容的作用。當(dāng)阻抗增到最大值的地方,就是電感線圈的分布電容與等效電感產(chǎn)生并聯(lián)諧振的地方。圖中,L1 > L2 > L3,由此可知電感線圈的電感量越大,其諧振頻率就越低。從圖2中可以看出,如果要對(duì)頻率為1MHZ的干擾信號(hào)進(jìn)行抑制,選用L1倒不如選用L3,因?yàn)?L3的電感量要比L1小十幾倍,因此L3的成本也要比L1低很多。
如果我們還要對(duì)抑制頻率進(jìn)一步提高,那么我們最后選用的電感線圈就只好是它的最小極限值,只有1圈或不到1圈了。磁珠,即穿心電感,就是一個(gè)匝數(shù)小于1圈的電感線圈。但穿心電感比單圈電感線圈的分布電容小好幾倍到幾十倍,因此,穿心電感比單圈電感線圈的工作頻率更高。
穿心電感的電感量一般都比較小,大約在幾微亨到幾十微亨之間,電感量大小與穿心電感中導(dǎo)線的大小以及長(zhǎng)度,還有磁珠的截面積都有關(guān)系,但與磁珠電感量關(guān)系最 大的還要算磁珠的相對(duì)導(dǎo)磁率Uy.圖3、圖4是分別是指導(dǎo)線和穿心電感的原理圖,計(jì)算穿心電感時(shí),首先要計(jì)算一根圓截面直導(dǎo)線的電感,然后計(jì)算結(jié)果乘上磁 珠相對(duì)導(dǎo)磁率 就可以求出穿心電感的電感量。
圖3 圓截面直導(dǎo)線的電感圖
圖4 磁珠穿心電感圖
另外,當(dāng)穿心電感的工作頻率很高時(shí),在磁珠體內(nèi)還會(huì)產(chǎn)生渦流,這相當(dāng)于穿心電感的導(dǎo)磁率要降低,此時(shí),我們一般都使用有效導(dǎo)磁率。有效導(dǎo)磁率 就是在某個(gè)工作頻率之下,磁珠的相對(duì)導(dǎo)磁率。但由于磁珠的工作頻率都只是一個(gè)范圍,因此在實(shí)際應(yīng)用中多用平均導(dǎo)磁率。
在低頻時(shí),一般磁珠的相對(duì)導(dǎo)磁率都很大(大于100),但在高頻時(shí)其有效導(dǎo)磁率只有相對(duì)導(dǎo)磁率的幾分之一,甚至幾十分之一。因此,磁珠也有截止頻率的問題, 所謂截止頻率,就是使磁珠的有效導(dǎo)磁率下降到接近1時(shí)的工作頻率fc,此時(shí)磁珠已經(jīng)失去一個(gè)電感的作用。一般磁珠的截止頻率fc都在30~300MHz之 間,截止頻率的高低與磁珠的材料有關(guān),一般導(dǎo)磁率越高的磁芯材料,其截止頻率fc反而越低,因?yàn)榈皖l磁芯材料渦流損耗比較大。使用者在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí) 候,可要求磁芯材料的提供商提供磁芯工作頻率與有效導(dǎo)磁率 的測(cè)試數(shù)據(jù),或穿心電感在不同工作頻率之下的曲線圖。圖5是穿心電感的頻率曲線圖。
圖5 穿心電感的頻率曲線圖
磁珠另一個(gè)用途就是用來做電磁屏蔽,它的電磁屏蔽效果比屏蔽線的屏蔽效果還要好,這是一般人不太注意的。其使用方法就是讓一雙導(dǎo)線從磁珠中間穿過,那么當(dāng)有 電流從雙導(dǎo)線中流過時(shí),其產(chǎn)生的磁場(chǎng)將大部份集中在磁珠體內(nèi),磁場(chǎng)不會(huì)再向外輻射;由于磁場(chǎng)在磁珠體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生電力線的方向與導(dǎo)體表面電力線 的方向正好相反,互相可以抵消,因此,磁珠對(duì)于電場(chǎng)同樣有屏蔽作用,即:磁珠對(duì)導(dǎo)體中的電磁場(chǎng)有很強(qiáng)的屏蔽作用。
使用磁珠進(jìn)行電磁屏蔽的優(yōu)點(diǎn)是磁珠不用接地,可以免去屏蔽線要求接地的麻煩。用磁珠作為電磁屏蔽,對(duì)于雙導(dǎo)線來說,還相當(dāng)于在線路中接了一個(gè)共模抑制電感,對(duì)共模干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制作用。
從上述我們可以了解到,磁珠和電感在EMC、EMI電路中都能起到抑制的作用,主要是抑制方面的不同,而電感在高頻諧振以后都不能再起電感的作用了。EMI的兩個(gè)途徑,即:輻射和傳導(dǎo),不同的途徑采用不同的抑制方法。前者用磁珠,后者用電感。還需我們注意的地方是共模抑制電感與Y電容的連接位置, 那什么是共模抑制電感,就是在地線或其它輸入輸出線之間串聯(lián)電感,這個(gè)電感稱為共模抑制電感,共模抑制電感的一端與機(jī)器中的地線(公共端)相連,另一端與 一個(gè)Y電容相連,Y電容的另一端與大地相連。這是抑制傳導(dǎo)干擾的最有效方法。
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測(cè)試庫獲得德國(guó)萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺(tái)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺(tái)式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長(zhǎng)的IO-Link市場(chǎng)
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 一文掌握UV LED在空凈消殺領(lǐng)域的主要應(yīng)用
- 聚焦汽車智能化與電動(dòng)化︱AUTO TECH 2025 華南展11月,已全面啟動(dòng),邀您共精彩!
- 【“源”察秋毫系列】 Keithley在碳納米管森林涂層纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
- 數(shù)字驅(qū)動(dòng)工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會(huì)議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動(dòng)力電池
動(dòng)力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號(hào)
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號(hào)
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀