磁珠和電感在解決EMI和EMC方麵的不同作用
發布時間:2012-10-16 來源:電子元件技術網 責任編輯:Hedyxing
導讀:磁珠和電感在解決EMI和EMCfangmiandezuoyongyoushenmequbie,geyoushenmetedian,shibushishiyongcizhudexiaoguohuigenghaoyidianne?benwenzhenduizhexiewentiyiyizuoda,shenrufenxicizhujidiangandequbiejizaidiancijianrongshangdezuoyong。
磁珠專用於抑製信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰幹擾,還具有吸收靜電脈衝的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應用頻率範圍很少超過50MHZ. 磁珠有很高的電阻率和磁導率,等效於電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率變化。
磁珠的功能主要是消除存在於傳輸線結構(電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信號,而射頻RF能量卻是無用的電磁幹擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)。要消除這些不需要的信號能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號通過,而濾除交流信號。通常高頻信號為30MHz以yi上shang,然ran而er,低di頻pin信xin號hao也ye會hui受shou到dao片pian式shi磁ci珠zhu的de影ying響xiang。磁ci珠zhu有you很hen高gao的de電dian阻zu率lv和he磁ci導dao率lv,他ta等deng效xiao於yu電dian阻zu和he電dian感gan串chuan聯lian,但dan電dian阻zu值zhi和he電dian感gan值zhi都dou隨sui頻pin率lv變bian化hua。 他比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現阻性,所以能在相當寬的頻率範圍內保持較高的阻抗,從而提高調頻濾波效果。
磁珠可等效成一個電感,但這個等效電感與電感線圈是有區別的,磁珠與電感線圈的最大區別就是,電感線圈有分布電容。因此,電感線圈就相當於一個電感與一個分布電容並聯。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
lilunshangduichuandaoganraoxinhaojinxingyizhi,yaoqiuyizhidiangandedianganliangyuedayuehao,danduiyudianganxianquanlaishuo,dianganliangyueda,zedianganxianquandefenbudianrongyeyueda,liangzhedezuoyongjianghuihuxiangdixiao。

圖2 電感線圈阻抗與頻率的關係
圖2是shi普pu通tong電dian感gan線xian圈quan的de阻zu抗kang與yu頻pin率lv的de關guan係xi圖tu,由you圖tu中zhong可ke以yi看kan出chu,電dian感gan線xian圈quan的de阻zu抗kang開kai始shi的de時shi候hou是shi隨sui著zhe頻pin率lv升sheng高gao而er增zeng大da的de,但dan當dang它ta的de阻zu抗kang增zeng大da到dao最zui大da值zhi以yi後hou,阻zu抗kang反fan而er隨sui著zhe頻pin率lv升sheng高gao而er迅xun速su下xia降jiang,這zhe是shi因yin為wei並bing聯lian分fen布bu電dian容rong的de作zuo用yong。當dang阻zu抗kang增zeng到dao最zui大da值zhi的de地di方fang,就jiu是shi電dian感gan線xian圈quan的de分fen布bu電dian容rong與yu等deng效xiao電dian感gan產chan生sheng並bing聯lian諧xie振zhen的de地di方fang。圖tu中zhong,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,如果要對頻率為1MHz的幹擾信號進行抑製,選用L1倒不如選用L3,因為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。
如果我們還要對抑製頻率進一步提高,那麼我們最後選用的電感線圈就隻好是它的最小極限值,隻有1圈或不到1圈了。磁珠,即穿心電感,就是一個匝數小於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。
[page]
穿(chuan)心(xin)電(dian)感(gan)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)一(yi)般(ban)都(dou)比(bi)較(jiao)小(xiao),大(da)約(yue)在(zai)幾(ji)微(wei)亨(heng)到(dao)幾(ji)十(shi)微(wei)亨(heng)之(zhi)間(jian),電(dian)感(gan)量(liang)大(da)小(xiao)與(yu)穿(chuan)心(xin)電(dian)感(gan)中(zhong)導(dao)線(xian)的(de)大(da)小(xiao)以(yi)及(ji)長(chang)度(du),還(hai)有(you)磁(ci)珠(zhu)的(de)截(jie)麵(mian)積(ji)都(dou)有(you)關(guan)係(xi),但(dan)與(yu)磁(ci)珠(zhu)電(dian)感(gan)量(liang)關(guan)係(xi)最(zui)大(da)的(de)還(hai)要(yao)算(suan)磁(ci)珠(zhu)的(de)相(xiang)對(dui)導(dao)磁(ci)率(lv)。圖(tu)3、圖4是分別是指導線和穿心電感的原理圖,計算穿心電感時,首先要計算一根圓截麵直導線的電感,然後計算結果乘上磁珠相對導磁率 就可以求出穿心電感的電感量。

圖3 圓截麵直導線的電感

圖4 磁珠穿心電感
lingwai,dangchuanxindiangandegongzuopinlvhengaoshi,zaicizhutineihaihuichanshengwoliu,zhexiangdangyuchuanxindiangandedaocilvyaojiangdi,cishi,womenyibandoushiyongyouxiaodaocilv。youxiaodaocilvjiushizaimougegongzuopinlvzhixia,cizhudexiangduidaocilv。danyouyucizhudegongzuopinlvdouzhishiyigefanwei,yincizaishijiyingyongzhongduoyongpingjundaocilv。
在低頻時,一般磁珠的相對導磁率都很大(大於100),danzaigaopinshiqiyouxiaodaocilvzhiyouxiangduidaocilvdejifenzhiyi,shenzhijishifenzhiyi。yinci,cizhuyeyoujiezhipinlvdewenti,suoweijiezhipinlv,jiushishicizhudeyouxiaodaocilvxiajiangdaojiejin1時的工作頻率fc,此時磁珠已經失去一個電感的作用。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,一般導磁率越高的磁芯材料,其截止頻率fcfaneryuedi,yinweidipincixincailiaowoliusunhaobijiaoda。shiyongzhezaijinxingdianlushejideshihou,keyaoqiucixincailiaodetigongshangtigongcixingongzuopinlvyuyouxiaodaocilvdeceshishuju,huochuanxindianganzaibutonggongzuopinlvzhixiadequxiantu。tu5是穿心電感的頻率曲線圖。

圖5 磁珠電感與頻率的關係
cizhulingyigeyongtujiushiyonglaizuodiancipingbi,tadediancipingbixiaoguobipingbixiandepingbixiaoguohaiyaohao,zheshiyibanrenbutaizhuyide。qishiyongfangfajiushirangyishuangdaoxiancongcizhuzhongjianchuanguo,namedangyoudianliucongshuangdaoxianzhongliuguoshi,qichanshengdecichangjiangdabufenjizhongzaicizhutinei,cichangbuhuizaixiangwaifushe;由you於yu磁ci場chang在zai磁ci珠zhu體ti內nei會hui產chan生sheng渦wo流liu,渦wo流liu產chan生sheng電dian力li線xian的de方fang向xiang與yu導dao體ti表biao麵mian電dian力li線xian的de方fang向xiang正zheng好hao相xiang反fan,互hu相xiang可ke以yi抵di消xiao,因yin此ci,磁ci珠zhu對dui於yu電dian場chang同tong樣yang有you屏ping蔽bi作zuo用yong,即ji:磁珠對導體中的電磁場有很強的屏蔽作用。
shiyongcizhujinxingdiancipingbideyoudianshicizhubuyongjiedi,keyimianqupingbixianyaoqiujiedidemafan。yongcizhuzuoweidiancipingbi,duiyushuangdaoxianlaishuo,haixiangdangyuzaixianluzhongjieleyigegongmoyizhidiangan,duigongmoganraoxinhaoyouhenqiangdeyizhizuoyong。
由此可知,電感線圈主要是用於對低頻幹擾信號進行EMI抑製,而磁珠主要是對高頻幹擾信號進行EMI抑製,因此,對一個頻帶很寬的幹擾信號進行EMI抑製,必須同時采用多個不同性質的電感才會有效。另外,對共模傳導幹擾信號進行EMI抑製,還要注意抑製電感與Y電容的連接位置。Y電容和抑製電感盡量靠近電源的輸入端,即電源插座的位置,並且高頻電感要盡量靠近Y電容,而Y電容還要盡量靠近與大地連接的地線(三心電源線的地線),這對EMI抑製才有效。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻


