磁性材料在EMI濾波器中的應(yīng)用

摘要：磁性材料是EMI濾波器的關(guān)鍵材料。文章簡(jiǎn)單介紹了EMI濾波器所用磁性材料的特點(diǎn)，詳細(xì)分析了共模濾波電感和差模濾波電感所用磁芯的基本特性，給出了共模濾波電感磁芯和差模濾波電感磁芯的溫度特性。
關(guān)鍵詞：EMI；濾波器；磁性材料；共模；差模

0 引言
開關(guān)電源一般都采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)，其特點(diǎn)是頻率高，效率高，功率密度高，可靠性高。然而，由于其開關(guān)器件工作在高頻通
斷狀態(tài)，高頻的快速瞬變過(guò)程雖然能完成正常的能源傳遞，但卻是一種電磁騷擾源。它產(chǎn)生的EMI信號(hào)有很寬的頻率范圍，又有較高的幅度，因而會(huì)嚴(yán)重影響其他電子設(shè)備的正常工作。

1 EMI濾波電路
開關(guān)電源的開關(guān)頻率及其諧波的主要表現(xiàn)是電源線上的干擾，稱之為傳導(dǎo)干擾。傳導(dǎo)干擾分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是由載流導(dǎo)體與大地之間的電位差產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是兩條線上的干擾信號(hào)電壓是同電位同相的；而差模干擾則是由載流導(dǎo)體之間的電位差產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是兩條線上的干擾信號(hào)電位相同，但相位相反。事實(shí)上，針對(duì)不同的干擾信號(hào)，EMI濾波電路也分為抗共模干擾濾波電路和抗差模干擾濾波電路，圖1所示是其濾波電路。

圖l中，LC1、LC2、Cy1、Cy2構(gòu)成共模濾波電路。LC1和LC2為共模濾波電感，而Ld1、Ld2、Cx1、Cx2則可構(gòu)成差模濾波電路，Ld1和Ld2為差模濾波電感。在這個(gè)濾波電路中，共模濾波電感和差模濾波電感起著舉足輕重的作用，其性能優(yōu)劣直接決定EMI濾波器的成敗，而共模濾波電感和差模濾波電感的性能好壞主要是由磁芯的特性所決定，所以，分析EMI濾波器中所用的磁芯特性，其意義相當(dāng)重大。
一般而言，磁性材料根據(jù)其特性及應(yīng)用可分為軟磁、硬磁、壓磁等，其中軟磁應(yīng)用最為廣泛，幾乎所有感性器件(電感、變壓器、傳感器
等)都離不開軟磁材料，目前，濾波電感應(yīng)用最多的磁芯也是軟磁材料。磁性材料的選擇除了要正確選擇其基本的磁參數(shù)(如Bs、μi、Tc)外，
還要仔細(xì)選定它們的電特性(如電阻率、頻寬、阻抗等)。根據(jù)EMI濾波器的特點(diǎn)，共模濾波電感和差模濾波電感的磁芯選擇應(yīng)遵守以下幾點(diǎn)：
第一、初始磁導(dǎo)率要高(μi>2000)；
第二、要有低矯頑磁力Hc，以減小磁滯損耗；
第三、電阻率ρ高，以減小高頻下的渦流損耗；
第四、ωc要高，適當(dāng)?shù)慕刂诡l率可以展寬頻段；
第五、Tc要高，以適應(yīng)各類工作環(huán)境；
第六、應(yīng)具有某一特定的損耗頻率響應(yīng)曲線，這樣，在需要衰減EMI信號(hào)的頻段內(nèi)其損耗較大，因而可以把EMI衰減到最低電平，而在需要傳輸信號(hào)的頻段內(nèi)損耗應(yīng)較小，這樣，信號(hào)容易通過(guò)。