磁性材料在EMI濾波器中的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
當(dāng)頻率在100 kHz～1 MHz頻段時(shí)，鐵氧體材料Z急增，而金屬磁性材料和超微晶仍然平穩(wěn)上升，在1 MHzl／寸，進(jìn)口鐵氧體達(dá)到峰值，Z最大，說(shuō)明在這一頻段內(nèi)，鐵氧體材料對(duì)干擾噪聲的抑制效果最好。所以，制造共模濾波器時(shí)所選用的電感材料一定要根據(jù)電路要求的抑制頻段范圍來(lái)選擇，這是非常重要的。同時(shí)，從表1與圖3所示曲線對(duì)比可以看出，并不是電感量越高越好，而應(yīng)考慮它的電參數(shù)，更不能簡(jiǎn)單用增加線圈匝數(shù)的方法來(lái)增加電感，因?yàn)檫@樣會(huì)增加高頻寄生電容。
目前，在大多數(shù)情況下，共模磁芯材料一般選擇使用鐵氧體。鐵氧體主要分為兩種：鎳鋅鐵氧體和錳鋅鐵氧體。鎳鋅材料磁芯的特性是其初始磁導(dǎo)率較低，但是它能在很高的頻率時(shí)維持其磁導(dǎo)率不變。因?yàn)殒囦\材料磁芯的初始磁導(dǎo)率較低，所以，它在低頻時(shí)不能產(chǎn)生足夠高的阻抗，故對(duì)低頻5 MHz時(shí)，干擾信號(hào)的抑制作用較小，因而主要使用在干擾信號(hào)在高頻(大于10 MHz)的濾波器中。錳鋅材料磁芯在低頻(50 MHz下，特別是10 MHz以下)時(shí)有很高的磁導(dǎo)率，有些磁芯的磁導(dǎo)率能超過(guò)5000，故適合使用在10 kHz～50 MHz的EMI濾波器中。當(dāng)系統(tǒng)中需要EMI濾波器抑制的干擾信號(hào)頻率在10 MHz以內(nèi)時(shí)，可選用的共模磁芯材料主要是錳鋅材料的鐵氧體磁芯。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/187795.htm
3 差模電感磁芯
由于EMI濾波器的輸出電流較大，如果使用太高磁導(dǎo)率的材料，將很容易導(dǎo)致磁飽和，所以，為了適應(yīng)差模抗干擾濾波器的電感磁芯需
要，應(yīng)選用有較高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁芯。為提高差模電感的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，可以選用磁性材料本身就具有很高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁芯(如復(fù)合磁粉芯等)；也可以用在磁芯開氣隙的方法來(lái)降低磁導(dǎo)率，以提高磁芯的抗飽和能力(如鐵氧體PC40磁芯等)。然而，在磁芯開氣隙處，除了有很強(qiáng)的交變漏磁場(chǎng)會(huì)引起新的輻射干擾外，由于磁致伸縮(磁致伸縮效應(yīng)是指磁化使磁材料產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變的效應(yīng))，還會(huì)在氣隙處產(chǎn)生新的噪聲和環(huán)境污染，因此，在使用時(shí)要特別注意。
目前較為理想的差模濾波電感材料是復(fù)合磁粉芯。它是將金屬軟磁粉末經(jīng)絕緣包裹壓制退火而成，相當(dāng)于把一集中的氣隙分散成微小孔穴均勻分布在磁芯中，這樣不但材料的抗飽和強(qiáng)度會(huì)增加，而且磁芯的電阻率也會(huì)比原來(lái)增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)且各向同極性，因此也就改善了金屬磁性材料不能在高頻下使用的缺陷。這也是國(guó)外新型差模濾波電感都采用金屬磁粉芯，而越來(lái)越少使用開口鐵氧體磁芯的原因。
圖4所示是Magnetic公司的SF30與SF70金屬磁粉芯及55930鎳鐵磁粉芯的頻率一阻抗變化曲線。不同磁性能的磁芯，其阻抗與頻率變化是不一樣的。由圖4可以看出，鐵磁粉芯SF70和鎳鐵磁粉芯55930在干擾頻率小于2 kHz時(shí)，其阻抗很小且基本不變，表示對(duì)這一頻段的干擾信號(hào)衰減很小。鐵磁粉芯SF30在小于60 kHz時(shí)，對(duì)干擾信號(hào)的衰減也很小，但到2 MHz附近的吸收則迅速增強(qiáng)，在接近10 MHz時(shí)吸收最強(qiáng)，而SF70在100kHz以后曲線的斜率變化不大。由此可見，不同性能的材料對(duì)干擾信號(hào)的吸收頻段也不一樣。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)實(shí)際所需抑制的干擾信號(hào)頻段進(jìn)行磁芯材料的選擇。
評(píng)論