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详解消灭EMC的三大利器:电容器/电感/磁珠

  • 编辑: 未知
  • 发表时间:2021-01-06
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过滤电力电容器、共模电感、磁珠在EMC设计方案电源电路中是普遍的影子,也是解决干扰信号的三大神器。
针对这三者在电源电路中的功效,坚信也有许多技术工程师搞不懂,文章内容从设计方案中深入分析了解决EMC三大神器的基本原理。
1、耦合电容
虽然从滤掉高频率噪音的角度观察,电容器的串联谐振不是期待的,可是电容器的串联谐振并并不是一直危害的。
若想滤掉的噪音頻率明确时,能够 根据调节电容器的容积,使串联谐振点恰好落在搔扰頻率上。
在具体工程项目中,要滤掉的磁感应噪音頻率通常达到百余MHz,乃至超出2GBHz。对那样高频率的磁感应噪音务必应用穿心电容才可以合理地滤掉。
一般电容器往往不可以合理地滤掉高频率噪音,是由于2个缘故:
(1)一个缘故是电容器导线电感器导致电容器串联谐振,对高频率数据信号展现很大的特性阻抗,消弱了对高频率数据信号的旁通功效;
(2)另一个缘故是输电线中间的寄生电容使高频率数据信号产生藕合,减少了过滤实际效果。
穿心电容往往能合理地滤掉高频率噪音,是由于穿心电容不但沒有导线电感器导致电容器串联谐振过低的难题。
并且穿心电容能够 立即安裝在金属材料控制面板上,运用金属材料控制面板具有高频率隔离的作用。可是在应用穿心电容时,要留意的难题是安裝难题。
穿心电容较大 的缺点是怕高溫和溫度冲击性,这在将穿心电容往金属材料控制面板上电焊焊接时导致非常大艰难。
很多电容器在电焊焊接全过程中产生毁坏。尤其是当必须将很多的穿心电容安裝在控制面板处时,要是有一个毁坏,就难以恢复,由于在将毁坏的电容器拆下来时,会导致相邻其他电容器的毁坏。
2、共模电感
因为EMC所遭遇解决困难大多数是共模干扰,因而共模电感也是大家常见的强有力元器件之一。
共模电感是一个以铁氧体磁芯为变压器骨架的共模干扰抑止元器件,它由2个规格同样,线圈匝数同样的电磁线圈对称性地线圈电感在同一个铁氧体磁芯环状变压器骨架上,产生一个四端元器件,要针对共模数据信号展现出大电感器具备抑制效果,而针对差模数据信号展现出不大的走电感基本上失灵。
基本原理是穿过共模电流量时磁芯中的磁通量互相累加,进而具备非常大的电感器量,对共模电流量具有抑制效果,而当两电磁线圈穿过差模电流量时,磁芯中的磁通量互相相抵,基本上沒有电感器量,因此 差模电流量能够 无衰减系数地根据。
因而共模电感在均衡路线里能合理地抑止共模干扰数据信号,而对路线一切正常传送的差模数据信号无危害。
共模电感在制做时要考虑下列规定:
(1)线圈电感在电磁线圈变压器骨架上的输电线要互相绝缘层,以确保在瞬时速度过压功效下电磁线圈的匝间不产生穿透短路故障;
(2)当电磁线圈穿过瞬时速度大电流量时,变压器骨架不必出現饱和状态;
(3)电磁线圈中的变压器骨架应与电磁线圈绝缘层,以避免在瞬时速度过压功效下彼此之间产生穿透;
(4)电磁线圈应尽量线圈电感单面,那样做可减少电磁线圈的寄生电容,提高电磁线圈对瞬时速度过压的而授工作能力。
一般 状况下,另外留意挑选所需过滤的频率段,共模特性阻抗越大越好,因而我们在挑选共模电感时必须看元器件材料,关键依据特性阻抗頻率曲线图挑选。
此外挑选时留意考虑到差模特性阻抗对数据信号的危害,关键关心差模特性阻抗,需注意髙速端口号。
3、磁珠
在商品数字电路设计EMC设计过程中,大家经常会应用到磁珠,铁氧体磁芯原材料是铁压铸铝或铁镍合金,这类原材料具备很高的导磁率,他能够 是电感器的电磁线圈绕阻中间在高频率高阻的状况下造成的电容器最少。
铁氧体磁芯原材料一般 在高频率状况下运用,由于在低頻时她们关键程电感器特点,促使网上的耗损不大。在高频率状况下,她们关键呈电感特点比而且随頻率更改。具体运用中,铁氧体磁芯原材料是做为射频电路的高频率衰减器应用的。
事实上,铁氧体磁芯不错的等效于电阻器及其电感器的串联,低頻下电阻器被电感器短路故障,高频率下电感器特性阻抗越来越非常高,以致于电流量所有根据电阻器。
铁氧体磁芯是一个耗费设备,高频率动能在上面转换为能源,它是由他的电阻器特点决策的。铁氧体磁芯磁珠与一般的电感器对比具备更强的高频率过滤特点。
铁氧体磁芯在高频率时展现电阻器性,等同于品质因数很低的电感,因此 能在非常宽的頻率范畴内维持较高的特性阻抗,进而提升高频率过滤效率。
在低頻段,特性阻抗由电感器的感抗组成,低頻时R不大,变压器骨架的导磁率较高,因而电感器量很大,L起关键功效,干扰信号被反射面而遭受抑止;而且这时候变压器骨架的耗损较小,全部元器件是一个无耗、高Q特点的电感器,这类电感器非常容易导致串联谐振因而在低頻段,有时候很有可能出現应用铁氧体磁芯磁珠后影响提高的状况。
在高频率段,特性阻抗由电阻器成份组成,伴随着頻率上升,变压器骨架的导磁率减少,造成 电感器的电感器量减少,感抗成份减少。
可是,这时候变压器骨架的耗损提升,电阻器成份提升,造成 总的特性阻抗提升,当高频率数据信号根据铁氧体磁芯时,干扰信号被消化吸收并转化成能源的方式损耗掉。
铁氧体磁芯抑止元器件广泛运用于pcb电路板、电源插头和手机充电线上。如在印制电路板的电源插头通道端再加上铁氧体磁芯抑止元器件,就可以滤掉高频率影响。
铁氧体磁芯磁芯或磁珠专用型于抑止电源线、电源插头上的高频率影响和顶峰影响,它也具备消化吸收静电感应放脉冲电流影响的工作能力。应用内置式磁珠還是内置式电感器关键还取决于具体运用场所。
在耦合电路中必须应用内置式电感器。而必须清除不用的EMI噪音时,应用内置式磁珠是最好的挑选。
内置式磁珠和内置式电感器的运用场所