磁性材料在EMI滤波器中的应用
EMC—巧用磁珠提升电源抗EMI能力
EMC—巧用磁珠提升电源抗EMI能力对于正规的电子产品来说，必须要做过EMC(电磁兼容)检测才能进行售卖，因为这样才能确定该产品设备或系统，在适配的电磁环境中既符合其设计要求而正常运行，又不会对其所处环境中的任何设备产生严重的EMI（电磁干扰）。
简单来说，就是你设计了一款电子产品出来，在正常使用中，遇到接触的电子产品，它不会坏，也不会让接触到的电子产品坏。
那么问题来了，我要怎么解决EMC问题？本文将介绍使用磁珠的解决方法，后面陆续会介绍其他的方法。
（为什么先说磁珠？因为它使用成本最低，使用最方便，适用场景最多，当然还有我介绍这个不怎么费力，打字快。
）1 引言过滤高频电源噪声并提供干净的电源供电轨（即为模拟IC 和数字IC 提供供电轨），同时在共享的供电轨之间保持高频隔离的一种有效方法是使用铁氧体磁珠。
铁氧体磁珠是无源器件，可在宽频率范围内吸收高频噪声。
它在目标频率范围内具有电阻特性，并以热量的形式耗散噪声能量。
铁氧体磁珠与供电轨串联，而磁珠的两侧常与电容一起接地。
这样便形成了一个π型低通滤波器网络，进一步降低高频电源噪声。
然而，若系统设计中对铁氧体磁珠使用不当，则会产生不利影响。
有一些例子可以说明：由于直流偏置电流引起磁珠磁芯的饱和，导致EMI 抑制能力下降；同时常用设计中常用磁珠和去耦电容的搭配形成低通滤波器，容易产生干扰谐振。
因此正确理解并充分考虑铁氧体磁珠的特性后，这些问题便可以迎刃而解。
本文将首先介绍片状铁氧体的构造，并对比片状铁氧体磁珠相比片状电感器在噪声抑制上的优点。
其次，将讨论系统设计人员在电源系统中使用铁氧体磁珠时的注意事项，比如直流偏置电流变化时的阻抗与频率特性，以及磁珠与电容搭配使用形成的LC 谐振效应。
最后，介绍一种阻尼设计方法来抑制LC 谐振效应，避免在谐振频率点上形成尖峰电压。
2. 片状铁氧体磁珠构造片状铁氧体磁珠通过叠层形成电感器的构造并做成贴片式的产品，图1 是其具有代表性内部结构。
EMI滤波器的应用与适用范围
EMI滤波器适用范围与应用要求选择该类合适的型号与参数的EMI滤波器可用于吸收古瑞瓦特生产的小功率光伏逆变器的交流输出回路产生的浪涌与尖峰谐波电压标准的EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。
一、基本信息模块中文名称：EMI滤波器输出阻抗：50(kΩ)输入阻抗：40(kΩ)总频差：343(MHz)二、序言：电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径，通过电源线，电网的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作，同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上，干扰其他设备的正常工作。
因此：必须在设备的电源进线处加入EMI滤波器。
三、EMI滤波器的基本技术参数：输出阻抗:50(kΩ)输入阻抗:40(kΩ)阻带衰减:30(dB)插入损耗:50(dB)基准温度:70(℃)激励电平:50(mW)负载谐振电阻:430(Ω)负载电容:53.5(pF)总频差:343(MHz)温度频差:54(MHz)调整频差:554(MHz)标称频率:50(MHz)工作频率:工频50/60Hz或者中频400Hz种类:滤波器型号:SH-100四、典型结构1、低通滤波器：EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器，它能让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰有抑制作用。
EMI滤波器的典型结构如图所示。
EMI滤波器的作用，主要体现在以下两个方面:1.1、抑制高频干扰抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响;1.2、抑制设备干扰抑制设备(尤其是高频开关电源)对交流电网的干扰。
2、性能指标任何一种产品都有它特定的性能指标，或者是客户所期望的，或者是某些标准所规定的。
EMI滤波器最重要的技术指标是对干扰的抑制能力，常常用所谓的插入损耗(Insertion Loss)来表示。
它的定义是:没有接入滤波器时从干扰源传输到负载的功率P1和接入滤波器后从干扰源传输到负载的功率P2之比，用分贝(dB)表示。
共模与差模抗干扰滤波器中电感材料的选择原则
共模与差模抗⼲扰滤波器中电感材料的选择原则摘要：从磁性材料的⾓度指出了共模与差模抗⼲扰滤波器中电感材料的选择原则。
指出必须根据⼲扰信号的类型（共模或差模）选取对应的磁性材料，并按照所需抑制频段研制该材料的磁性能，使之适合该抑制频段需要，只有这样才能得到最佳的抗⼲扰效果。
最后本⽂指出由于开关电源的微型化，促进抗⼲扰电感器件向⽚式化和薄式化的发展。
1引⾔随着开关电源类的数字电路的普及和发展，电⼦设备辐射和泄漏的电磁波不仅严重⼲扰其他电⼦设备正常⼯作，导致设备功能紊乱、传输错误、控制失灵，⽽且威胁着⼈类的健康与安全，已成为⼀种⽆形污染，并不逊⾊于⽔、空⽓、噪声等有形污染的危害。
因此降低电⼦设备的电磁⼲扰(EMI)已成为世界电⼦⾏业关注的问题。
为此欧洲共同体有关EMC委员会制定有关法令于1992年1⽉1⽇开始实施，历时4年后于1996年1⽉1⽇最终⽣效。
该法令指出凡不符合欧洲和国际EMC标准规定的产品⼀律不得进⼊市场销售，违者重罚，同时把EMC认证和电⽓安全认证作为⼀些产品认证的⾸要条件。
此举引起世界电⼦市场巨⼤的震动，EMC成为影响国际贸易⼀个重要的指标。
为了与国际接轨，我国也相继制定了有关EMC法规。
为此我国多次召开电磁兼容标准与论证会，建议⾃1997年1⽉1⽇起在市场上流通的电⼦设备必须制定、设计对⽆线电⼲扰的抑制措施，安置抑制元器件，使产⽣的电磁⼲扰不超过标准规定的电平。
于2001年1⽉1⽇起凡进⼊市场产品必须有EMC标志。
这是我国电⼦产品参与国际市场竞争的第⼀步。
2抗⼲扰滤波器特征Rs ⼩⼤⼩⼤电路RL ⼩⼤⼤⼩表1RS，RL类别和⼤⼩抗⼲扰滤波器与通常的信号滤波器之间有着概念上的区别。
信号滤波器是在阻抗匹配的条件下⼯作，即通过滤波器要保持输⼊与输出信号振幅不变为前提，将其中部分频域作预期的处理和变换。
⽽EMI滤波器⽤于抑制进⼊设备与出⾃设备的电磁⼲扰，具有双向抑制性。
因此这就要求EMI滤波器的端⼝处与设备产⽣最⼤失配。
EMI之滤波磁环
在自动化和测试设备中常受电磁干扰之苦，特在此总结一下滤波磁环的作用。
1.原理滤波磁环，又称铁氧体磁环，实际应用常用扣式磁环，可拆卸。
铁氧体是一种利用高导磁性材料，其制程当中渗合添加了多种微量元素，如镁、锌、镍等金属，然后在2000℃烧聚而成。
如图所示，对于低频信号或者噪声，铁氧体磁心呈现出较低的感性阻抗值，这样可以不影响数据线或信号线上有用信号的传输。
而对于高频信号或者噪声，从10MHz左右开始，阻抗增大，其感抗分量仍保持很小，电阻性分量却迅速增加。
当有高频能量穿过磁性材料时，电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。
这样就构成一个低通滤波器，使高频噪音信号有大衰减，而对低频有用信号的阻抗可以忽略，不影响电路的正常工作2.应用b.直接卡在电源线上隔离或滤除电源连接导线窜入设备电路的高频噪声脉冲干扰,或卡在开关电源输出线上（如电脑开关电源），电源内部有一些线圈，电流流过是会产生交变的磁场并向外辐射，而这个磁环就是来抵消磁场产生的电磁辐射的用于消除电路内由于开关引起瞬变电流或寄生振荡产生的高频振荡特别有效。
如用在音视频电器电源线上能进一步提升音频及视频质量，倍受音响发烧友的倾爱。
用在其增加音响系统纯净度，降低信号线被电源线杂讯干扰3.应用注意a.电源线的阻抗比信号线低得多，故常见在电源线加装磁环b.铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的位置，即电缆的两端。
c.磁环的内外径差越大，轴向越长，则其阻抗越大，抗干扰效果也就越好d.磁环的效果取决于电路的阻抗，电路的阻抗越低，则磁环的效果越明显。
4.MISUMI实际产品5实际案例困扰：光伏电池片IV测试曲线受电磁干扰，在最大功率处出现失真现象通过实验反复测试，得知干扰源来自伺服电机，因为将伺服电机的主动力线断掉，明显不出现干扰现象。
伺服系统是闭环系统，驱动器与电机之间存在一定的高频振荡，高频影响了测量量的正确性。
故在测试系统的电缆和伺服系统电缆各加一个滤波磁环可以很好的过滤掉高频电磁的干扰。
emi屏蔽材料
emi屏蔽材料EMI屏蔽材料。
EMI屏蔽材料是一种能够有效阻止电磁干扰（EMI）传播的材料。
在现代电子设备中，EMI屏蔽材料的应用越来越广泛，它不仅可以保护设备免受外部电磁辐射的影响，还可以防止设备本身产生的电磁辐射对周围环境和其他设备造成干扰。
本文将介绍EMI屏蔽材料的种类、特性和应用领域。
首先，我们来看一下EMI屏蔽材料的种类。
根据其材料特性，EMI屏蔽材料可以分为导电性材料和磁性材料两大类。
导电性材料主要包括金属材料和导电涂层材料，金属材料如铜、铝等具有良好的导电性能，可以有效地吸收和屏蔽电磁波；而导电涂层材料则是将导电性材料通过涂覆的方式应用在设备表面，起到屏蔽的作用。
磁性材料则是利用其磁性能对电磁波进行吸收和屏蔽，常见的磁性材料有铁氧体、镍锌铁氧体等。
其次，我们来了解一下EMI屏蔽材料的特性。
EMI屏蔽材料具有良好的导电性能和磁性能，能够有效地吸收和屏蔽电磁波。
此外，它还具有良好的加工性能和稳定性，可以根据设备的形状和尺寸进行定制加工，而且在不同的工作环境下能够保持稳定的屏蔽性能。
除此之外，EMI屏蔽材料还具有耐腐蚀、耐磨损等特性，能够保证设备长期稳定地工作。
最后，我们来探讨一下EMI屏蔽材料的应用领域。
EMI屏蔽材料广泛应用于通信设备、医疗设备、航空航天设备、汽车电子设备等领域。
在通信设备中，EMI 屏蔽材料可以有效地阻止外部电磁干扰对信号传输的影响，保证通信设备的稳定运行；在医疗设备中，EMI屏蔽材料可以有效地防止设备产生的电磁辐射对患者和医护人员造成影响；在航空航天设备和汽车电子设备中，EMI屏蔽材料可以有效地防止设备受到外部电磁辐射的干扰，保证设备的安全和可靠性。
综上所述，EMI屏蔽材料作为一种重要的电磁兼容材料，在现代电子设备中具有非常重要的应用价值。
随着电子设备的不断发展和普及，EMI屏蔽材料的需求也将不断增加，相信在未来的发展中，EMI屏蔽材料将会有更广阔的应用空间和发展前景。
emi磁环使用方法
emi磁环使用方法EMI磁环是一种常见的电磁干扰滤波器，用于在电子设备中减少电磁干扰。
下面将详细介绍EMI磁环的使用方法。
EMI磁环的结构是一个环状磁体，由铁氧体或其他磁性材料制成。
根据电磁干扰产生的频率和幅度，选择合适的EMI磁环型号。
一般情况下，EMI磁环可以分为两种类型：频率趋零的低频EMI磁环和频率不为零的高频EMI磁环。
下面是一些EMI磁环的使用方法：1.确定安装位置：在安装EMI磁环之前，需要确定电源线或信号线中电磁干扰源的位置。
这通常是通过使用频谱分析仪或电磁干扰检测设备来确定的。
一旦确定了干扰源的位置，可以将EMI磁环安装在该位置附近。
2.选择合适的EMI磁环型号：根据干扰源的频率和幅度，选择合适的EMI磁环型号。
EMI磁环通常有不同的尺寸和磁性材料。
对于低频EMI磁环，可以选择较大尺寸的磁环来提供足够的磁场强度。
而对于高频EMI磁环，需要选择符合频率范围要求的磁环。
3.安装EMI磁环：将EMI磁环穿过电源线或信号线，将其位置安排在干扰源附近。
确保磁环充分覆盖整个干扰源。
如果有多个干扰源，需要为每个干扰源安装一个EMI磁环。
4.理顺电源线或信号线：在安装EMI磁环后，需要适当地理顺电源线或信号线，以确保它们不交叉或绕圈。
这有助于减少电磁干扰的传播。
5.检测和验证：安装完成后，使用频谱分析仪或电磁干扰检测设备检测EMI磁环的效果。
通过测量电磁干扰的频率和幅度，可以确定EMI磁环的性能是否符合要求。
如果发现仍然存在较大的干扰，可能需要更换不同类型或尺寸的EMI磁环。
需要注意的是，使用EMI磁环并不能完全消除电磁干扰，但可以显著减少其传播和影响范围。
因此，在设计和布局电子设备时，应合理安排电源线和信号线，尽可能减少电磁干扰源的数量和强度。
总结起来，使用EMI磁环的方法包括确定安装位置、选择合适的EMI 磁环型号、安装EMI磁环、理顺电源线或信号线以及检测和验证效果。
合理使用EMI磁环可以有效地减少电磁干扰，提高电子设备的抗干扰能力。
磁珠 功率电感 阻容感
磁珠功率电感阻容感1. 磁珠磁珠是一种常见的电子元件，主要用于电磁干扰（EMI）滤波和抑制高频噪声。
它通常由磁性材料制成，外形类似于小珠子。
磁珠的主要作用是通过吸收和抑制高频噪声来保护电路不受干扰。
它可以用于各种电子设备，如电源、通信设备和计算机等。
磁珠的工作原理是利用其磁性材料的特性，在电路中形成一个高频磁场。
当高频信号通过磁珠时，磁珠会吸收部分能量并将其转化为热能。
这样可以有效地降低高频噪声，提高电路的抗干扰能力。
2. 功率电感功率电感是一种用于电源和电路中的重要元件，它具有存储和释放能量的能力。
功率电感通常由铁芯和线圈组成，其工作原理是利用磁场的感应和储能效应。
功率电感在电源中起到平滑电流、降低电压波动和滤波的作用。
当电源输入电流变化时，功率电感可以存储一部分电能，并在需要时释放出来，以保持电路的稳定工作。
此外，功率电感还可以滤除高频噪声，提高电源的纹波抑制能力。
功率电感的参数主要包括电感值、电流容量和频率响应等。
根据不同的应用需求，可以选择合适的功率电感来满足电路的要求。
3. 阻容感阻容感是一种特殊的电子元件，它同时具备电阻、电容和电感的特性。
阻容感通常由磁性材料和电容器组成，可以用于电源滤波、降噪和阻抗匹配等应用。
阻容感的工作原理是利用磁性材料的磁场感应和电容器的电场储能效应。
当电流通过阻容感时，磁性材料会产生磁场，同时电容器会储存电荷。
这样可以实现对电流和电压的同时调节和控制。
阻容感的特点是具有宽频带响应和高频噪声抑制能力。
它可以有效地滤除电源中的高频噪声，提高电路的稳定性和抗干扰能力。
此外，阻容感还可以用于匹配不同电路之间的阻抗，提高信号传输的效率。
4. 应用示例4.1 磁珠在电源中的应用磁珠在电源中的应用非常广泛。
它可以用于直流电源的滤波和降噪，以提供干净稳定的电源输出。
同时，磁珠还可以用于交流电源的EMI滤波，抑制高频噪声和干扰信号。
这样可以保护电路不受外部干扰的影响，提高系统的可靠性和抗干扰能力。
磁珠和电感在EMCEMI电路的作用
磁珠和电感在EMCEMI电路的作用磁珠是一种电子元器件，由铁氧体或磁性材料制成，通常具有一个或多个线圈穿过其孔内。
磁珠在EMC、EMI电路中主要起到以下几个作用：1.防止高频信号的波导现象：磁珠的线圈孔具有一定的电感性质，可以形成电磁感应场，进而阻碍高频信号在线路上的传播。
通过将磁珠串联到信号线路上，可以有效地抑制高频信号的波导现象，减少信号的辐射和传导。
2.滤波和抑制电磁干扰：磁珠能够对高频信号进行滤波和抑制。
由于磁珠具有一定的电感和电阻，可以形成一个带通滤波器，对高频信号进行滤波和抑制，从而减少其在线路中的传播和辐射。
同时，磁珠的电阻特性还可以吸收和消散电磁干扰，保护其他设备免受干扰。
3.增加传导电容：磁珠通过线圈穿过的方式，可以将信号线路与地面或其他线路形成电容耦合，从而增加传导电容。
这样可以降低信号线路的电压和电流变化对地面或其他线路的干扰，提高电路的抗干扰能力。
电感是一种储存电能的元器件，其主要作用是阻碍变化电流的流动。
在EMC、EMI电路中，电感主要发挥以下几个作用：1.抑制电流突变：电感的阻抗随着频率增加而增加，可以阻碍高频信号的流动。
当电路中的电流突变时，电感会阻碍这种变化电流的流动，从而起到抑制电磁干扰的作用。
2.滤波和降噪：电感可以形成LC滤波器，对高频信号进行滤波和降噪。
通过将电感串联到信号线路中，可以形成一个低通滤波器，将高频信号滤除，从而减少信号的辐射和传导，降低电磁干扰。
3.平衡电流：在差分信号传输中，电感可以平衡信号中的共模干扰。
通过将两个信号线圈串联，可以形成一个差模电感，将共模干扰抵消，提高信号的抗干扰能力。
总之，磁珠和电感在EMC、EMI电路中的作用主要是抑制高频信号的传导和辐射，滤除电磁干扰，并提高电路的抗干扰能力。
它们是保证电子设备满足EMC要求的重要组件。
铁氧体
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰（ＥＭＩ）是经济简便而有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
那么什么是铁氧体呢？如何选择，怎样使用铁氧体元件呢？这篇文章将对这些问题作一简要介绍。
一、什么是铁氧体抑制元件铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
但颜色为黑灰色,故又称黑磁或磁性瓷。
铁氧体的分子结构为ＭＯ·Ｆe2Ｏ3，其中ＭＯ为金属氧化物，通常是ＭnＯ或ZnＯ。
衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率μ，饱和磁通密度Ｂs，剩磁Ｂr和矫顽力Ｈc等。
对于抑制用铁氧体材料，磁导率μ和饱和磁通密度Ｂs是最重要的磁性参数。
磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率。
μ＝△Ｂ／△Ｈ对于一种磁性材料来说，磁导率不是一个常数，它与磁场的大小、频率的高低有关。
当铁氧体受到一个外磁场Ｈ作用时，例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时，铁氧体磁环被磁化。
随着磁场Ｈ的增加，磁通密度Ｂ增加。
当磁场Ｈ场加到一定值时，Ｂ值趋于平稳。
这时称作饱和。
对于软磁材料，饱和磁场Ｈ只有十分之几到几个奥斯特。
随着饱和的接近，铁氧体的磁导率迅速下降并接近于空气图1 铁氧体的B-H曲线的导磁率(相对磁导率为１）如图１所示。
导率，它构成磁性材料的电感。
虚数部分μ"代表损耗，如图２所示。
μ＝μ'－jμ"图2 铁氧体的复数磁导率磁导率与频率的关系如图３所示。
在一定的频率范围内μ'值（在某一磁场下的磁导率）保持不变，然后随频率的升高磁导率μ'有一最大值。
频率再增加时，μ'迅速下降。
代表材料损耗的虚数磁导率μ"在低频时数值较小，随着频率增加，材料的损耗增加，μ"增加。
如图３所示，图中tanδ=μ"/μ'图3 铁氧体磁导率与频率的关系图4 铁氧体抑制元件的等效电路（a）和阻抗矢量图（b）二、铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗当铁氧体元件用在交流电路时，铁氧体元件是一个有损耗的电感器，它的等效电路可视为由电感Ｌ和损耗电阻Ｒ组成的串联电路，如图４所示。
非晶磁环在开关电源EMI中的应用
非晶磁环在开关电源EMI中的应用一、前言开关电源(SPS)目前从微机、PPC、传真等OA设备到NC(数控)、程序控制器等FA设备，以及家电，都已得到了广泛的应用，需求量也在逐年增长。
而且为谋求小型化、轻量化，工作频率呈不断提高的趋势，近来100～250kHz的开关电源已占主要地位。
随着这种高频化工作的进展，也出现了半导体转换时发生的峰值电压对二极管的破坏，以及对输出侧发生噪声电压的问题。
这些问题在频率较低的开关电源里，通过采用跟二极管并联设置并具有适当容量的RC 缓冲器可以得到一定程度的解决，但在高频开关电源里却受到损耗和发热方面的制约而不能充分发挥效益。
对此，日本TOSHIBA公司根据“采用插入方形饱和电抗线圈可有效控制二极管换流时发生的振荡反向外加电压的报告”，于1983年开发了一种在可饱和磁芯上绕线的“尖峰抑制器”。
饱和磁芯采用了具有高方形饱和特性的非金合金。
这种尖峰抑制器很有效，用途也不断扩大。
但后来根据设备小型化和低成本的要求，人们迫切希望能有一种性价比更高的产品问世。
根据这一市场的需求，在设计高效率磁芯和解决非晶材料高性能化的基础上，作为可饱和磁芯开发了一种超小型非晶磁环。
一般而言，噪声对中策用的静噪滤波器的功能是吸收已发生了的噪声，非晶磁环则是一种对噪声的发生加以磁路控制的电流元件。
前者只是一种适应法，而后者才是一种根本措施。
从功能意义上讲，可以说是一种磁缓冲器。
二、开关噪声SPS的主要噪声是由于二极管断开时的反向恢复现象发生的。
当随换流外加反向电压时，由于载流子被存储在二极管的PN结，因而在载流子消失的前一段时间里，电流也会反向流动，致使载流子消失时反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。
另外，从理论上说，没有PN结的肖特基二极管(SBD)里不会存在载流子，因而也就不会有恢复现象的存在。
但实际上，由于受结电容的影响，会不同程度地观测到类似波形，所以也会有噪声的发生。
3c95磁芯参数
3c95磁芯参数3C95磁芯参数1. 磁芯材料：3C95磁芯采用高温烧结的锰锌铁氧体材料制成。
该材料具有高饱和磁感应强度和低磁损耗特性，适用于高频率变压器和电感器的应用。
此外，3C95磁芯的磁特性稳定，具有良好的温度稳定性和抗热冲击能力。
2. 磁芯形状：3C95磁芯通常采用环形或E形设计。
环形磁芯常用于高频变压器和电感器，能够有效减小磁漏耗，提高磁耦合效率。
而E形磁芯适用于高频电感器，可以实现更高的电感值和更低的磁损耗。
3. 磁芯尺寸：3C95磁芯的尺寸可以根据具体应用要求进行定制。
尺寸的选择会影响磁芯的磁感应强度、磁导率和能量存储密度等参数。
较大的磁芯尺寸可以提高磁感应强度和能量存储密度，但也会增加磁损耗。
因此，在设计中需要进行综合考虑，根据具体需求选择适当的尺寸。
4. 磁芯参数：3C95磁芯的主要参数包括饱和磁感应强度、矫顽力、磁导率、磁导抗和磁损耗等。
饱和磁感应强度是磁芯材料的一个重要指标，表示材料能够承受的最大磁场强度。
矫顽力是材料磁化和去磁化所需的磁场强度，决定了磁芯的能量存储和释放能力。
磁导率是磁芯材料对磁场的响应能力，决定了磁感应强度和磁耦合效率。
磁导抗是磁芯材料对交流磁场的阻力，影响电感器的频率响应。
磁损耗是材料在交变磁场中产生的热损耗，与材料的磁滞损耗和涡流损耗有关。
5. 磁芯应用：3C95磁芯广泛应用于电力电子、通信和计算机等领域。
在电力电子领域，3C95磁芯常用于高频变压器、电感器和滤波器等电路中，实现能量的传输和转换。
在通信领域，3C95磁芯常用于高频电感器和变压器，用于信号的传输和隔离。
在计算机领域，3C95磁芯常用于电源滤波器和EMI滤波器，提供稳定的电源和抑制电磁干扰。
3C95磁芯是一种重要的磁性材料，具有高饱和磁感应强度、低磁损耗和良好的温度稳定性。
其参数包括饱和磁感应强度、矫顽力、磁导率、磁导抗和磁损耗等，这些参数决定了磁芯的性能和应用范围。
3C95磁芯广泛应用于电力电子、通信和计算机等领域，用于能量传输、信号传输和电磁干扰抑制等应用。
磁环的工作原理及应用
磁环的工作原理及应用铁氧体抗干扰磁心特性铁氧体抗干扰磁心是近几年发展起来的新型的价廉物美的干扰抑制器件，其作用相当于低通滤波器，较好地解决了电源线，信号线和连接器的高频干扰抑制问题，而且具有使用简单，方便，有效，占用空间不大等一系列优点，用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(E MI)是经济简便而有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
铁氧体是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000℃烧聚而成，在低频段，铁氧体抗干扰磁心呈现出非常低的感性阻抗值，不影响数据线或信号线上有用信号的传输。
而在高频段，从10MHz左右开始，阻抗增大，其感抗分量仍保持很小，电阻性分量却迅速增加，当有高频能量穿过磁性材料时，电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。
这样就构成一个低通滤波器，使高频噪音信号有大的衰减，而对低频有用信号的阻抗可以忽略，不影响电路的正常工作。
EMI吸收环/珠是一种用铁氧体制成的元件，是一种吸收损耗型元件。
其特性表现为：吸收高频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉，从而达到抑制高频干扰信号沿导线传输的目的，其等效阻抗中电阻值分量是频率的函数，随着频率而变化。
EM I 吸收环 / 珠有效频段为2 1000MHz，性能最佳频段则为5 200MHz ，在此频段吸收阻抗维持为一个常数。
EMI吸收环/ 珠选择时要注意：通过电流大小正比于元件体积，两者失调，易造成饱和，降低元件性能，避免饱和的有效方法是将电源的两根线（正、负或火、地）同时穿过一个磁环。
磁环在使用中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复串几下，一来可提高穿过环的面积，增加等效吸收长度，二来充分利用磁环具有磁滞特点，改善低端特性。
磁珠在开关电源EMC设计中的应用
铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线能力。
磁珠的原理和特性
当电流流过其中心孔中的导线时，便会是磁珠内部产生循环流动的磁道。用于EMI控制的铁氧体配制时，应当可以把大部分磁通作为材料中的热散掉。这个现象可以由一个电感器和一个电阻器的串联组合来模拟。如图2所示
由于铁氧体可以衰减较高频同时让较低频几乎无阻碍地通过，故在EMI控制中得到了广泛地应用。用于EMI吸收的磁环/磁珠可制成各种的形状，广泛应用于各种场合。如在PCB板上，可加在DC/DC模块、数据线、电源线等处。它吸收所在线路上高频干扰信号，但却不会在系统中产生新的零极点，不会破坏系统的稳定性。它与电源滤波器配合使用，可很好的补充滤波器高频端性能的不足，改善系统中滤波特性。广大开关电源专业研究人员，应充分发挥技术优势，把磁环、磁珠等铁氧体材料灵活应用到开关电源的开发中去，使其在开关电源设计中发挥更大的作用，以提高产品的EMC性，并且减小体积、降低成本。
不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流越大。
emi磁环的工作原理
emi磁环的工作原理EMI磁环是一种被广泛应用于电磁干扰抑制的器件。
它的工作原理是基于磁性材料对电磁波的吸收和反射，从而减少电磁辐射和电磁波的传播。
本文将详细介绍EMI磁环的工作原理。
我们需要了解电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI）的概念。
在现代电子设备普及的背景下，电磁波的频繁产生和传播导致了电磁干扰的问题。
电磁干扰会对设备的正常工作产生影响，甚至会导致设备损坏。
因此，为了保证设备的正常运行和减少对其他设备的干扰，我们需要采取一些措施来抑制电磁干扰，其中EMI磁环就是一种常见的解决方案。
EMI磁环通常由磁性材料制成，例如铁氧体。
它的形状类似于一个环状磁体，内部空心。
EMI磁环的工作原理基于磁性材料对电磁波的吸收和反射。
当电磁波通过EMI磁环时，磁性材料会对电磁波进行吸收。
这是因为磁性材料具有一定的磁性，它能够吸收电磁波的能量，并将其转化为热能。
这样，通过EMI磁环的电磁波能量就会减少，从而达到抑制电磁干扰的目的。
除了吸收电磁波能量，EMI磁环还可以通过反射电磁波来抑制电磁干扰。
当电磁波碰到EMI磁环的表面时，它会发生反射。
磁性材料的特性使得反射的电磁波能量减弱，从而减少电磁波的传播。
这样，EMI磁环就可以阻止电磁波的传播，减少对其他设备的干扰。
EMI磁环的工作原理还可以通过电磁波的频率来解释。
不同频率的电磁波在磁性材料中的吸收和反射程度是不同的。
一般来说，高频率的电磁波更容易被磁性材料吸收，而低频率的电磁波更容易被磁性材料反射。
因此，在选择EMI磁环时，需要考虑设备所受电磁波的频率范围，以确保选择适合的磁性材料和EMI磁环。
除了频率，EMI磁环的尺寸和形状也会影响其工作效果。
一般来说，EMI磁环的尺寸越大，对电磁波的吸收和反射效果就越好。
此外，EMI磁环的形状也会影响其工作效果。
例如，磁环的形状可以是圆形、方形或其他形状，不同形状的磁环对电磁波的吸收和反射效果也会有所不同。
1K107共模电感
微晶磁芯具有较高的饱和磁感应强度(1.l～1．2T)，高磁导率，低矫顽力，低损耗及良好的稳定性、耐磨性、耐蚀性，同时具有较低的价格，在所有的金属软磁材料芯中具有最佳的性价比。
用于整理微晶铁芯的材料被誉为”绿色材料”，广泛应用于取代硅钢，坡莫合金及铁氧体，作为各种形式的高频(20～100 kHz)开关电源中的大中小功率的主变压器、控制变压器、波电感、储能电感、电抗器、磁放大器、饱和电抗器磁芯、EMC滤波器共模电感和差模电感磁芯、IDSN微型隔离变压器磁芯，也广泛应用于各种类同精度的互感器磁芯。
1 超微晶磁芯的主要特点VITROPERM 500F铁基超微晶磁芯具有以下特点：1)极高的初始磁导率，μ=30 000～80 000，且磁导率随磁通密度和温度的变化非常小；2)磁芯损耗极低，并且在一40～+120℃范围内不随温度而变化；3)非常高的饱和磁通密度(Bs=1．2T)，允许选择较低的开关频率，能降低开关电源及EMI滤波器的成本；4)磁芯采用环氧树脂封装，机械强度高，无磁滞伸缩现象，能承受强振动；5)可取代传统的铁氧体磁芯以减小开关电源的体积．提高可靠件．超微晶磁芯的型号很多，所传输的功率可从50 W到11kW。
几种常用磁性材料的性能比较见表1。
2 超微晶磁芯在开关电源中的应用2.1 超微晶磁芯材料在高频变压器中的应用目前，高频变压器一般选用铁氧体磁芯。
VITROPERM 5OOF铁基超微晶磁芯与德国两门子公司生产的N67系列铁氧体磁芯的性能比较，如图1所示。
图1(a)为磁导率的相对变化率与温度的关系曲线；图1(b)为磁感应强度(B)与矫顽力(H)的关系曲线；图1(c)则为损耗．温度曲线。
由图l(a)可见，超微晶磁芯的磁导率随温度的变化量远远低于铁氧体磁芯，可提高开关电源的稳定性和可靠性。
由图l(b)可见，超微晶磁芯的／μB乘积比铁氧体磁芯高许多倍，这意味着可大大减小高频变压器的体积及重量。
由图1(c)可见，当温度发生变化时，超微晶磁芯的损耗远低于铁氧体磁芯。
铁氧体磁芯经典
U型: 简单、经济的形状； 可拼接使用于更大的功率； 大的尺寸； 没有自屏蔽效果。
环形(Ring) 简单经济的形状； 非常低的杂散磁通和漏感； 不容易绕线。
软磁铁氧体的发展趋势
更高的磁导率 更低的损耗 更高的饱和磁通密度 更高的使用频率 更宽的使用温区 更小的体积和重量 更低矮的安装高度
更高的磁导率 TDK：H5C2 (μ=10000)
开关电源常见的三种电路类型为：回扫型、正向型、 推挽型：
三种电路的优缺点
根据电路类型选择适宜的磁心类型
可传输功率
磁心规格和输出功率的关系（100kHz开关电源）
材料性能因子
由铁氧体磁心制成的变压器，其通过功率直接正比于 工作频率f和最大可允许磁通密度Bmax的乘积。很明 显，对传输相同功率来说，高的（f×Bmax）乘积允 许小的磁心体积；反之，相同磁心尺寸的变压器，采 用高（f×Bmax）的铁氧体材料，可传输更大的功率。 我们将此乘积称为“性能因子”（PF），这是与铁氧 体材料有关的参数。
功率铁氧体的PF特性
主变压器磁心技术要求：
在工作频率范围内和工作温区内（一般为80至100℃， 便携式为40至70℃）有低的功率损耗，且温度系数为 负值；高饱和磁通密度。
适合的材料：
LP3 (＜200kHz, ~ TDK PC40) LP3A (＜300kHz，高性能，~TDK PC44) LP5 (300kHz—1MHz，~TDK PC50) LP9 (＜300kHz，宽温，~TDK PC95)
Pc = C f a Bmb 式中C为常数，f为工作频率，Bm为工作磁通密度，对于常 见的功率铁氧体材料而言，a为1.2，b约为2.5。
10. 电感因数AL ( nH / N 2 ) 电感因数定义为具有一定形状和尺寸的磁心上每一匝 线圈产生的电感量，即
电源EMI滤波器的技术参数及其选用
电源EMI滤波器的技术参数及其选用摘要：介绍了电源中的EMI（Electro Magnetic Interference）干扰，电源EMI滤波器的技术原理；重点讨论了它的技术参数和选用时注意事项；典型滤波器的应用分析。
关键词：电磁干扰插入损耗阻抗搭配测试 1 引言近几年来，随着电磁兼容工作的开展，电源滤波器技术应用得越来越广泛。
为了对电源EMI技术有更深入的理解，尤其它的技术原理、选用时关注的技术参数和注意事项，以及滤波效果分析等。
结合工作，对电源EMI滤波器选用进行深一步探讨。
2 概述在电子设备供电电源上，存在有各种各样的外来干扰信号。
很多电子设备本身，在完成其功能同时，也产生了形形色色的EMI信号，以及人为和大自然的EMI信号。
这些EMI信号，通过传导和辐射的方式，影响着该环境里运行的电子设备。
2.1电源EMI电磁干扰（美）IBM公司的一项研究表明：一台普通计算机装置每月都会遭受120多次电源干扰，且电源问题是造成美国45％以上的计算机装置丢失数据和发生故障的根本原因。
其中脉冲干扰占39.5％，振荡瞬变占49％，这两项共占88.5％，是电源受到干扰的主要成分。
电网中的负载切换、电网切换或其他各种故障都会使电网发生瞬变过程产生脉冲噪声，它通常也称瞬变噪声，其波形是一系列的单个脉冲或脉冲束。
针对以上电网瞬变电压的干扰，如何提高设备（产品）对EMI的抗扰度，采取有效可靠的措施之一就是EMI滤波器。
众所周知，屏蔽是控制EMI信号辐射危害的最好帮手。
在对付EMI信号的传导干扰和某些辐射传导干扰方面，电源EMI滤波器是极有效的器件。
几乎所有的电子设备都要求助于它来控制其运行时产生的EMI信号，因而得到非常广泛的应用。
电源EMI滤波器，又称为电磁干扰滤波器、电网滤波器、电网噪声滤波器等等，或统称为EMI滤波器。
它是一种低通滤波器，把直流、50Hz或400Hz 的电源功率毫无衰减地传输到设备上，大大衰减经电源传入的EMI信号，保护设备免受其害；同时，又能有效地控制设备本身产生的EMI信号，防止它进入电网，污染电磁环境，危害其他设备。
直流emc emi电路
直流emc emi电路摘要：1.直流EMC EMI电路概述2.直流EMC EMI电路的组成部分3.直流EMC EMI电路的工作原理4.直流EMC EMI电路的设计与应用5.直流EMC EMI电路的性能优化正文：【1.直流EMC EMI电路概述】直流EMC EMI电路是一种用于抑制电磁干扰（EMI）的电路，广泛应用于电子设备中。
其主要目的是确保设备在电磁环境下的可靠性和稳定性，防止外部电磁干扰对设备性能产生影响。
直流EMC EMI电路在现代电子技术中起着至关重要的作用，是电子设备设计和制造的关键环节。
【2.直流EMC EMI电路的组成部分】直流EMC EMI电路主要由以下几部分组成：1.滤波器：滤波器用于抑制高频干扰，可有效降低EMI噪声。
滤波器可分为输入滤波器和输出滤波器。
2.电容器：电容器是EMI电路中的重要元件，用于存储电能并抑制干扰信号。
3.电感器：电感器用于阻碍电流变化，对干扰信号产生抑制作用。
4.磁珠：磁珠是一种特殊的磁性材料，对高频干扰具有很好的抑制效果。
【3.直流EMC EMI电路的工作原理】直流EMC EMI电路的工作原理主要是通过滤波、旁路和耦合等方法，对电磁干扰进行抑制。
1.滤波：滤波器对输入和输出信号进行过滤，剔除高频干扰成分。
2.旁路：电容器和电感器共同作用，将干扰信号旁路至地，从而达到抑制干扰的目的。
3.耦合：磁珠将干扰信号的能量转化为热能，使其无法通过电路传输。
【4.直流EMC EMI电路的设计与应用】在设计直流EMC EMI电路时，应考虑以下几点：1.根据设备的电磁环境，选择合适的滤波器和磁珠参数。
2.合理布局电路，减小互相干扰的可能性。
3.选用高品质的电容器和电感器，确保电路的稳定性。
4.针对不同频率段的干扰，采用多级滤波策略。
【5.直流EMC EMI电路的性能优化】为提高直流EMC EMI电路的性能，可以采取以下措施：1.优化滤波器设计，提高滤波效果。
2.选择合适的磁珠材料，提高抑制干扰能力。
磁性材料在EMI滤波器中的应用
图4所示是Magnetic公司的SF30与SF70金属磁粉芯及55930镍铁磁粉芯的频率一阻抗变化曲线。不同磁性能的磁芯，其阻抗与频率变化是不一样的。由图4可以看出，铁磁粉芯SF70和镍铁磁粉芯55930在干扰频率小于2 kHz时，其阻抗很小且基本不变，表示对这一频段的干扰信号衰减很小。铁磁粉芯SF30在小于60 kHz时，对干扰信号的衰减也很小，但到2 MHz附近的吸收则迅速增强，在接近10 MHz时吸收最强，而SF70在100kHz以后曲线的斜率变化不大。由此可见，不同性能的材料对干扰信号的吸收频段也不一样。因此在实际设计中，必须根据实际所需抑制的干扰信号频段进行磁芯材料的选择。
图l中，LC1、LC2、Cy1、Cy2构成共模滤波电路。LC1和LC2为共模滤波电感，而Ld1、Ld2、Cx1、Cx2则可构成差模滤波电路，Ld1和Ld2为差模滤波电感。在这个滤波电路中，共模滤波电感和差模滤波电感起着举足轻重的作用，其性能优劣直接决定EMI滤波器的成败，而共模滤波电感和差模滤波电感的性能好坏主要是由磁芯的特性所决定，所以，分析EMI滤波器中所用的磁芯特性，其意义相当重大。 一般而言，磁性材料根据其特性及应用可分为软磁、硬磁、压磁等，其中软磁应用最为广泛，几乎所有感性器件(电感、变压器、传感器等)都离不开软磁材料，目前，滤波电感应用最多的磁芯也是软磁材料。磁性材料的选择除了要正确选择其基本的磁参数(如Bs、μi、Tc)外，还要仔细选定它们的电特性(如电阻率、频宽、阻抗等)。根据EMI滤波器的特点，共模滤波电感和差模滤波电感的磁芯选择应遵守以下几点： 第一、初始磁导率要高(μi>2000)； 第二、要有低矫顽磁力Hc，以减小磁滞损耗； 第三、电阻率ρ高，以减小高频下的涡流损耗； 第四、ωc要高，适当的截止频率可以展宽频段； 第五、Tc要高，以适应各类工作环境； 第六、应具有某一特定的损耗频率响应曲线，这样，在需要衰减EMI信号的频段内其损耗较大，因而可以把EMI衰减到最低电平，而在需要传输信号的频段内损耗应较小，这样，信号容易通过。
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第 12 卷
第 7期 2010 年 7 月
新特器件应用
Vol.12 No.7 July. 2010
易通过。
2
共模电感磁芯
EMI 滤 波 器 需 要 抑 制 的 频 率 范 围 通 常 在 10
kHz～50 MHz 之 间 。 为 了 使 共 模 滤 波 电 路 在 此 频
率范围内都能提供适当的衰减， 磁芯在此频率范 围内的阻抗必须都要很高。 共模磁芯的总阻抗
3
差模电感磁芯
由于 EMI 滤波器的输出电流较大 ， 如果使用
kHz 以后曲线的斜率变化不大。 由此可见， 不同
性能的材料对干扰信号的吸收频段也不一样。 因 此在实际设计中， 必须根据实际所需抑制的干扰 信号频段进行磁芯材料的选择。 太高磁导率的材料， 将很容易导致磁饱和， 所 以， 为了适应差模抗干扰滤波器的电感磁芯需 要， 应选用有较高饱和磁感应强度的磁芯。 为提 高差模电感的饱和磁感应强度， 可以选用磁性材 料本身就具有很高饱和磁感应强度的磁芯 ( 如复 合 磁 粉 芯 等)； 也 可 以 用 在 磁 芯 开 气 隙 的 方 法 来 降低磁导率， 以提高磁芯的抗饱和能力 ( 如铁氧 体 PC40 磁芯等 ) 。 然而 ， 在 磁 芯 开 气 隙 处 ， 除 了 有很强的交变漏磁场会引起新的辐射干扰外， 由 于磁致伸缩 ( 磁致伸缩效应是指磁化使磁材料产 生 机 械 应 变 的 效 应)， 还 会 在 气 隙 处 产 生 新 的 噪 声和环境污染， 因此， 在使用时要特别注意。 目前较为理想的差模滤波电感材料是复合磁 粉芯。 它是将金属软磁粉末经绝缘包裹压制退火 而成， 相当于把一集中的气隙分散成微小孔穴均 匀分布在磁芯中， 这样不但材料的抗饱和强度会 增加， 而且磁芯的电阻率也会比原来增加几个数 量级且各向同极性， 因此也就改善了金属磁性材 料不能在高频下使用的缺陷。 这也是国外新型差 模滤波电感都采用金属磁粉芯， 而越来越少使用 开口铁氧体磁芯的原因。 图4所示是 Magnetic 公司的 SF30与 SF70 金属磁 粉芯及 55930镍铁磁粉芯的频率 －阻抗变化曲线。 不同磁性能的磁芯， 其阻抗与频率变化是不 一样的。 由图 4 可以看出， 铁磁粉芯 SF70 和镍铁
100 kHz 的频段内， 四种材料的 Z 都在增加， 只是
铁氧体材料的变化斜率要比超微晶 ( 曲线 Ⅱ) 和 金 属 磁 性 材 料 薄 膜 合 金 1J851 更 陡 ， 说 明 在 这 一 频段内， 它们对干扰信号的抑制都在不断地增 强。 当 频 率 在 100 kHz～1 MHz 频 段 时 ， 铁 氧 体 材 料 Z 急增， 而金属磁性材料和超微晶仍然平稳上 升， 在 1 MHz 时， 进口铁氧体达到峰值， Z 最大， 说明在这一频段内， 铁氧体材料对干扰噪声的抑 制效果最好。 所以， 制造共模滤波器时所选用的 电感材料一定要根据电路要求的抑制频段范围来 选择， 这是非常重要的。 同时， 从表 1 与图 3所示 曲线对比可以看出， 并不是电感量越高越好， 而 应考虑它的电参数， 更不能简单用增加线圈匝数 的方法来增加电感， 因为这样会增加高频寄生电 容。 目前， 在大多数情况下， 共模磁芯材料一般
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end if；
图4所示是其控制系统原理如图。
控 制 LCM 显 示 。 本 液 晶 显 示 控 制 器 与 FPGA 组 成 显示系统后， 即可先由 FPGA 将显示数据写入 FP-
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选择使用铁氧体。 铁氧体主要分为两种： 镍锌铁 氧体和锰锌铁氧体。 镍锌材料磁芯的特性是其初 始磁导率较低， 但是它能在很高的频率时维持其 磁导率不变。 因为镍锌材料磁芯的初始磁导率较 低， 所以， 它在低频时不能产生足够高的阻抗， 故对低频 ＜5 MHz 时， 干扰信号的抑制作用较小， 因 而 主 要 使 用 在 干 扰 信 号 在 高 频 ( 大 于 10 MHz) 的滤波器中 。 锰 锌 材 料 磁 芯 在 低 频 (50 MHz 下 ， 特别是 10 MHz 以下 ) 时有很高的磁导率， 有些磁 芯 的 磁 导 率 能 超 过 5000， 故 适 合 使 用 在 10 kHz～
图3
不同磁性材料的频率与阻抗曲线 表1 不同磁性材料磁性能对比
μ (×104) 3 4 0.8 0.5 L (mH) 25 35 4.2 3.4 Ρ (Ω.m) 60 140 >105 >105
阻抗特性， 曲线 Ⅲ是国产铁氧体 (R4 KB) 的阻抗 特 性 。 在 低 频 段 (100 Hz～10 kHz) ， 由 于 材 料 本 身电阻率高， 交流等效电阻小， 电路中感抗起了 主要作用， 说明铁氧体材料在这个频段内对干扰
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第 7期 2010 年 7 月
Electronic Component & Device Applications
Vol.12 No.7 July. 2010
doi:10.3969/j.issn.1563-4795.2010.07.005
磁性材料在EMI滤波器中的应用
赵隆冬， 毛军
(中国电子科技集团公司 43所， 安徽
图1 共模和差模滤波电路
技术， 其特点是频率高， 效率高， 功率密度高， 可靠性高。 然而， 由于其开关器件工作在高频通 断状态， 高频的快速瞬变过程虽然能完成正常的 能源传递， 但却是一种电磁骚扰源。 它产生的 E-
MI信号有很宽的频率范围， 又有较高的幅度， 因
而会严重影响其他电子设备的正常工作。
1所示是其滤波电路。
图 1 中， LC1、 LC2、 Cy1、 Cy2 构成共模滤波
线， 这样， 在需要衰减 EMI 信号的频段内其损耗 较大， 因而可以把 EMI 衰减到最低电平， 而在需 要传输信号的频段内损耗应较小， 这样， 信号容
收稿日期：2010-03-12
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图2 频率与阻抗关系曲线
信号的抑制作用较小。 超微晶 ( 曲线 Ⅱ) 和金属 磁性材料薄膜合金 1J851 ( 曲线 Ⅰ) 材料由于材料 本身的电阻率比较低， 随频率增加时， 其涡流损 耗也增加， 其等效阻抗 Z 比铁氧体大得多。 在 10～
共 模 电 感 线 圈 如 图 1 中 Lc1 ， Lc2 是 绕 在 一 只 磁芯上的两组独立的线圈， 所绕圈数相同， 绕向 相反。 这样， 当 EMI 滤波器接入电路后， 两组线 圈产生的磁通在磁芯中将相互抵消， 故不会使磁 芯饱和。 对于干扰信号而言， 共模磁芯一般工作 在低磁场区域， 所以， 共模滤波电感选用的磁性 材料要求具有较高的初始磁导率 μi。 如果只针对 滤波器的插入损耗这一指标， 则初始磁导率 μi 越 高， 滤波电路呈现的感抗就越大， 所得到的插入 损耗指标就越好。 但在整个电路中， 还要综合考 虑磁性材料在电路中的其它特性， 如频率阻抗特 性、 居里温度、 磁材的形状等等。 μi 值不同的各 种磁性材料， 在不同频率下的阻抗特性也不一 样， 故要根据所需要的频率范围来选取合适 μi 值 的磁性材料。 图3所示是不同类型的高 μi软磁材料 在同样条件下的频率与阻抗关系曲线， 该曲线反 映出电感磁芯的插入损耗变化趋势。 其它的性能 参数 ( 如电感值、 体电阻等 ) 如表 1所列。 在图 3 中， 曲线 IV 是外国 专 门 用 于 抗 共 模 干 扰用的电感磁芯 (Mn－Zn 铁氧体 PC40) 所 呈 现 的
图4 不同磁粉芯的阻抗随频率的变化曲线
50 MHz 的 EMI 滤波器中。 当系统中 需 要 EMI 滤 波
器抑制的干扰信号频率在 10 MHz 以内时， 可选用 的共模磁芯材料主要是锰锌材料的铁氧体磁芯。
磁粉芯 55930 在干扰频率小于 2 kHz 时， 其阻抗很 小且基本不变， 表示对这一频段的干扰信号衰减 很小。 铁磁粉芯 SF30 在小于 60 kHz 时， 对干扰信 号的衰减也很小， 但到 2 MHz 附近的吸收则迅速 增强， 在接近 10 MHz 时吸收最强， 而 SF70 在 100
电路， LC1 和 LC2 为共模滤波电感， 而 Ld1、 Ld2、
Cx1、 Cx2则可构成差模滤波电路， Ld1 和 Ld2 为差
模滤波电感。 在这个滤波电路中， 共模滤波电感 和差模滤波电感起着举足轻重的作用， 其性能优 劣直接决定 EMI 滤波器的成败， 而共模滤波电感 和差模滤波电感的性能好坏主要是由磁芯的特性 所决定， 所以， 分析 EMI 滤波器中所用的磁芯特 性， 其意义相当重大。 一般而言， 磁性材料根据其特性及应用可分 为软磁、 硬磁、 压磁等， 其中软磁应用最为广 泛， 几乎所有感性器件 ( 电感、 变压器、 传感器 等 ) 都离不开软磁材料， 目前， 滤波电感应用最 多的磁芯也是软磁材料。 磁性材料的选择除了要 正 确 选 择 其 基 本 的 磁 参 数 ( 如 Bs、 μi 、 Tc) 外 ， 还 要 仔 细 选 定 它 们 的 电 特 性 (如 电 阻 率 、 频 宽 、 阻抗等 ) 。 根据 EMI 滤波器的特点， 共模滤波电感 和差模滤波电感的磁芯选择应遵守以下几点： 第一、 初始磁导率要高 (μi>2000) ； 第 二 、 要 有 低 矫 顽 磁 力 Hc， 以 减 小 磁 滞 损 耗； 第三、 电阻率 ρ 高， 以减 小 高 频 下 的 涡 流 损 耗； 第四、 ωc要高， 适当的截止频率可以展宽频 段； 第五、 Tc要高， 以适应各类工作环境； 第六、 应具有某一特定的损耗频率响应曲1EMI滤波电路