如何利用磁珠和電感各自優勢解決EMI和EMC

2021-03-03 23:15:50 字數 1473 閱讀 5702

【大位元導讀】磁珠專用於抑制訊號線、電源線上的高頻雜訊和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈衝的能力,而電感是一種蓄能元件,用在lc振盪電路,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。

磁珠和電感在解決emi和emc方面的作用有什麼區別,各有什麼特點,是不是使用磁珠的效果會更好一點呢?

磁珠專用於抑制訊號線、電源線上的高頻雜訊和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈衝的能力。磁珠是用來吸收超高頻訊號,象一些rf電路,pll,振盪電路,含超高頻儲存器電路(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振盪電路,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雜訊,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訊號,而射頻 rf能量卻是無用的電磁干擾沿著線路傳輸和輻射(emi)。要消除這些不需要的訊號能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流訊號通過,而濾除交流訊號。通常高頻訊號為30mhz以上,然而,低頻訊號也會受到片式磁珠的影響。

磁珠有很高的電阻率和磁導率,他等效於電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率變化。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。

磁珠可等效成乙個電感,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,電感線圈就相當於乙個電感與乙個分布電容併聯。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。

電感器(電感線圈)和變壓器均是用絕緣導線(例如漆包線、紗包線等)繞制而成的電磁感應元件,也是電子電路中常用的元器件之一,相關產品如共模濾波器等。當線圈中有電流通過時,線圈的周圍就會產生磁場。當線圈中電流發生變化時,其周圍的磁場也產生相應的變化,此變化的磁場可使線圈自身產生感應電動勢 (電動勢用以表示有源元件理想電源的端電壓),這就是自感。

兩個電感線圈相互靠近時,乙個電感線圈的磁場變化將影響另乙個電感線圈,這種影響就是互感。互感的大小取決於電感線圈的自感與兩個電感線圈耦合的程度,利用此原理製成的元件叫做互感器。

理論上對傳導干擾訊號進行抑制,要求抑制電感的電感量越大越好,但對於電感線圈來說,電感量越大,則電感線圈的分布電容也越大,兩者的作用將會互相抵消。

圖2是普通電感線圈的阻抗與頻率的關係圖,由圖中可以看出,電感線圈的阻抗開始的時候是隨著頻率公升高而增大的,但當它的阻抗增大到最大值以後,阻抗反而隨著頻率公升高而迅速下降,這是因為併聯分布電容的作用。當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生併聯諧振的地方。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,如果要對頻率為1mhz的干擾訊號進行抑制,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。

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