滤波、抗干扰、消灭EMC的三大利器电容器电感磁珠

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滤波电容器、共模电感、磁珠在EMC设计电路中是常见的身影，也是祛除电磁滋扰的三年夜利器。

对付这三者在电路中的作用，信任还有许多工程师搞不清晰，文章从设计中具体阐发了祛除EMC三年夜利器的原理。

1 、滤波电容

只管从滤除高频噪声的角度看，电容的谐振是不愿望的，然则电容的谐振并不是老是有害的。

当要滤除的噪声频率肯定时，可以经由过程调整电容的容量，使谐振点刚好落在骚扰频率上。

在现实工程中，要滤除的电磁噪声频率每每高达数百MHz，乃至跨越1GHz。对如许高频的电磁噪声必需使用穿心电容能力有用地滤除。

通俗电容之以是不克不及有用地滤除高频噪声，是由于两个缘故原由：

(1)一个缘故原由是电容引线电感造成电容谐振，对高频旌旗灯号出现较年夜的阻抗，减弱了对高频旌旗灯号的旁路作用;

(2)另一个缘故原由是导线之间的寄生电容使高频旌旗灯号产生耦合，低落了滤波后果。

穿心电容之以是能有用地滤除高频噪声，是由于穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题。

并且穿心电容可以直接安装在金属面板上，应用金属面板起到高频隔离的作用。然则在使用穿心电容时，要注意的问题是安装问题。

穿心电容最年夜的弱点是怕高平和温度冲击，这在将穿心电容往金属面板上焊接时造成很年夜艰苦。

很多电容在焊接进程中产生毁坏。分外是当必要将年夜量的穿心电容安装在面板上时，只要有一个毁坏，就很难修复，由于在将毁坏的电容拆下时，会造成附近其它电容的毁坏。

2 、共模电感

因为EMC所面对办理问题年夜多是共模滋扰，是以共模电感也是我们常用的有力元件之一。

共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模滋扰克制器件，它由两个尺寸雷同，匝数雷同的线圈对称地绕制在统一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对付共模旌旗灯号出现出年夜电感具有克制作用，而对付差模旌旗灯号出现出很小的泄电感险些不起作用。

原理是流过共模电流时磁环中的磁通互相叠加，从而具有相称年夜的电感量，对共模电流起到克制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通互相抵消，险些没有电感量，以是差模电流可以无衰减地经由过程。

是以共模电感在均衡线路中能有用地克制共模滋扰旌旗灯号，而对线路正常传输的差模旌旗灯号无影响。

共模电感在制造时应满意以下要求：

(1)绕制在线圈磁芯上的导线要互相绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不产生击穿短路;

(2)当线圈流过瞬时年夜电流时，磁芯不要呈现饱和;

(3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间产生击穿;

(4)线圈应尽可能绕制单层，如许做可减小线圈的寄生电容，加强线圈对瞬时过电压的而授才能。

通常环境下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越年夜越好，是以我们在选择共模电感时必要看器件材料，主要依据阻抗频率曲线选择。

另外选择时注意斟酌差模阻抗对旌旗灯号的影响，主要存眷差模阻抗，分外注意高速端口。

3 、磁珠

在产物数字电路EMC设计进程中，我们经常会使用到磁珠，铁氧体资料是铁镁合金或铁镍合金，这种资料具有很高的导磁率，他可所以电感的线圈绕组之间在高频高阻的环境下发生的电容最小。

铁氧体资料通常在高频环境下利用，由于在低频时他们主要程电感特征，使得线上的损耗很小。在高频环境下，他们主要呈电抗特征比而且随频率转变。现实利用中，铁氧体资料是作为射频电路的高频衰减器使用的。

现实上，铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相称高，以至于电流全体经由过程电阻。

铁氧体是一个耗费装配，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特征决议的。铁氧体磁珠与通俗的电感相比具有更好的高频滤波特征。

铁氧体在高频时出现电阻性，相称于品德因数很低的电感器，以是能在相称宽的频率规模内坚持较高的阻抗，从而进步高频滤波效能。

在低频段，阻抗由电感的感抗组成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，是以电感量较年夜，L起主要作用，电磁滋扰被反射而受到克制;而且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特征的电感，这种电感容易造成谐振是以在低频段，有时可能呈现使用铁氧体磁珠后滋扰加强的征象。

在高频段，阻抗由电阻身分组成，跟着频率升高，磁芯的磁导率低落，导致电感的电感量减小，感抗身分减小。

然则，这时磁芯的损耗增长，电阻身分增长，导致总的阻抗增长，当高频旌旗灯号经由过程铁氧体时，电磁滋扰被吸收并转换成热能的情势耗散失落。

铁氧体克制元件普遍利用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线进口端加上铁氧体克制元件，就可以滤除高频滋扰。

铁氧体磁环或磁珠专用于克制旌旗灯号线、电源线上的高频滋扰和尖峰滋扰，它也具有吸收静电放电脉冲滋扰的才能。使用片式磁珠照样片式电感主要还在于现实利用场所。

在谐振电路中必要使用片式电感。而必要打消不必要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。

片式磁珠和片式电感的利用场所

片式电感：射频(RF)和无线通信，信息技术装备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝德律风，寻呼机，音频装备，小我数字助理(PDAs)，无线遥控体系以及低压供电模块等。

片式磁珠： 时钟产生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部衔接器(好比串口，并口，键盘，鼠标，远程电信，当地局域网)，射频电路和易受滋扰的逻辑装备之间，供电电路中滤除高频传导滋扰，计算机，打印机，录像机(VCRS)，电视体系和手提德律风中的EMI噪声抑止。

磁珠的单元是欧姆，由于磁珠的单元是依照它在某一频率发生的阻抗来标称的，阻抗的单元也是欧姆。

磁珠的DATASHEET上一样平常会提供频率和阻抗的特征曲线图，一样平常以100MHz为尺度，好比是在100MHz频率的时刻磁珠的阻抗相称于1000欧姆。

针对我们所要滤波的频段必要拔取磁珠阻抗越年夜越好，通常环境下拔取600欧姆阻抗以上的。

另外选择磁珠时必要注意磁珠的通流量，一样平常必要降额80%处置，用在电源电路时要斟酌直流阻抗对压降影响。

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