如何利用磁珠和電感各自優(yōu)勢解決EMI和EMC
磁珠和電感在解決EMI和EMC方面的作用有什么區(qū)別,各有什么特點,是不是使用磁珠的效果會更好一點呢?
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/268442.htm磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。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振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應用頻率范圍很少超過50MHZ. 磁珠有很高的電阻率和磁導率,等效于電阻和電感串聯(lián),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于傳輸線結(jié)構(gòu)(電路)中的RF噪聲,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信號,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信號能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號通過,而濾除交流信號。通常高頻信號為30MHz以上,然而,低頻信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,他等效于電阻和電感串聯(lián),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(xiàn)阻性,所以能在相當寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗,從而提高調(diào)頻濾波效果。
磁珠可等效成一個電感,但這個等效電感與電感線圈是有區(qū)別的,磁珠與電感線圈的最大區(qū)別就是,電感線圈有分布電容。因此,電感線圈就相當于一個電感與 一個分布電容并聯(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。
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(guān)產(chǎn)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(chǎn)生磁場。當線圈中電流發(fā)生變化時,其周圍的磁場也產(chǎn)生相應的變化,此變化的磁場可使線圈自身產(chǎn)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,一個電感線圈的磁場變化將影響另一個電感線圈,這種影響就是互感?;?感的大小取決于電感線圈的自感與兩個電感線圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。
理論上對傳導干擾信號進行抑制,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,兩者的作用將會互相抵消。
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候是隨著頻率升高而增大的,但當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,這是因為并聯(lián)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(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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