磁珠和電感在解決EMI" style="outline-style: none; color: rgb(51, 51, 51); text-decoration: none;">EMI和EMC" style="outline-style: none; color: rgb(51, 51, 51); text-decoration: none;">EMC方面各與什么作用,，首先我們來看看磁珠和電感的區(qū)別,，電感是閉合回路的一種屬性，多用于電源濾波回路,，而磁珠主要多 用于信號回路,，用于EMC對策磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾,，而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾。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(chǔ)器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,，兩者都可用于處理EMC,、EMI問題。
磁 珠和電感在EMI和EMC電路中關(guān)鍵是是對高頻傳導(dǎo)干擾信號進(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
理論上對傳導(dǎo)干擾信號進(jìn)行抑制,，要求抑制電感的電感量越大越好,，但對于電感線圈來說，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。
圖2 普通電感線圈的阻抗與頻率的關(guān)系圖
圖 2是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，如果要對頻率為1MHZ的干擾信號進(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。
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在低頻時(shí),，一般磁珠的相對導(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)生的磁場將大部份集中在磁珠體內(nèi)，磁場不會(huì)再向外輻射;由于磁場在磁珠體內(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，磁珠對于電場同樣有屏蔽作用,，即：磁珠對導(dǎo)體中的電磁場有很強(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,，對共模干擾信號有很強(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,，先必需 明白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,。