磁環(huán)和磁芯有什么區(qū)別？

磁芯是指由各種氧化鐵混合物組成的一種燒結(jié)磁性金屬氧化物。例如，錳-鋅鐵氧體和鎳-鋅鐵氧體是典型的磁芯體材料。錳-鋅鐵氧體具有高磁導(dǎo)率和高磁通密度的特點(diǎn)，且在低于1MHz 的頻率時(shí)，具有較低損耗的特性。鎳-鋅鐵氧體具有極高的阻抗率、不到幾百的低磁導(dǎo)率等特性，及在高于1MHz的頻率亦產(chǎn)生較低損耗等。鐵氧體磁芯用于各種電子設(shè)備的線圈和變壓器中。

磁環(huán)就是指吸收磁環(huán)，電子設(shè)備輻射和泄漏的電磁波不僅嚴(yán)重干擾其他電子設(shè)備正常工作，導(dǎo)致設(shè)備功能紊亂、傳輸錯(cuò)誤、還威脅著人類的健康與安全，危害非常大。因此降低電子設(shè)備的電磁干擾(EMI)已經(jīng)是必須考慮的問(wèn)題。

電磁騷擾和電磁干擾有什么不同

電磁騷擾:任何可能導(dǎo)致設(shè)備、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或損壞有生命或無(wú)生命物質(zhì)的電磁現(xiàn)象。電磁干擾可能是電磁噪聲、無(wú)用信號(hào)或傳播介質(zhì)本身的變化。

電磁干擾:由電磁干擾引起的設(shè)備、傳輸信道或系統(tǒng)性能的下降。

電磁騷擾只是客觀存在于電磁現(xiàn)象中的一種物理現(xiàn)象。它可能會(huì)導(dǎo)致退化或損壞，但不一定會(huì)產(chǎn)生后果。然而，電磁干擾是電磁騷擾的結(jié)果。

什么樣的情況以及電磁騷擾是如何發(fā)生的？

電磁干擾通常發(fā)生在以下情況:高速數(shù)字信號(hào)電路、開(kāi)關(guān)電路、脈沖發(fā)生電路和大功率控制電路等。其中電壓和電流在非常短的時(shí)間內(nèi)快速變化，并且包含電感器和電容器的電路被接通和斷開(kāi)。

當(dāng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電荷等電量迅速變化時(shí)，也會(huì)發(fā)生電磁干擾。

在開(kāi)關(guān)動(dòng)作電路中，電壓/電流增加或衰減時(shí)間T越短，噪聲帶寬越寬；快速變化的電壓V和電流I的幅度越大，噪聲的幅度越大。

特別是在感性負(fù)載電路中，當(dāng)電路由開(kāi)變關(guān)時(shí)，很容易產(chǎn)生間歇性電磁干擾。噪聲波形從小到大逐漸增大，這對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)之間的距離從小到大的過(guò)程。

在該電路中，當(dāng)DC電壓VD在其中L和R串聯(lián)連接的負(fù)載上產(chǎn)生電流I時(shí)，開(kāi)關(guān)S在L的兩端產(chǎn)生極性相反的尖峰電壓(稱為電感反沖電壓)，該尖峰電壓比VD大十倍，并且有時(shí)在開(kāi)關(guān)S從接通切換到斷開(kāi)時(shí)大數(shù)百倍。

當(dāng)L兩端都有寄生電容C0時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象:

當(dāng)C0=100pF時(shí)，產(chǎn)生約-848伏和225千赫的振蕩。

當(dāng)C0可以忽略不計(jì)時(shí)，它將達(dá)到-6000伏；

寄生電容越大，電感兩端的電壓越低，振蕩頻率越低。

在實(shí)際電路中，即使電容器連接到電感器L的兩端，由于電容器引線的電感的影響，也不會(huì)獲得電容器的效果，并且阻尼振動(dòng)波形的下降部分d ﹨u/dt變大，留下高頻部分。

電容器必須耐高壓，否則會(huì)損壞。鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生的高壓點(diǎn)亮熒光燈的電路。一旦由它產(chǎn)生的振蕩高壓被傳輸?shù)狡渌姎庠O(shè)備，它將成為騷擾。

組合式抗EMI濾波器

組合式抗電磁干擾濾波器也稱為反射濾波器或復(fù)合液晶濾波器。根據(jù)交流狀態(tài)下電容的高頻和低頻電阻以及電感的低頻和高頻電阻的特點(diǎn)，將電感和電容組合連接成一個(gè)電路，具有一定的濾波功能。但是，根據(jù)濾波程度的要求，液晶組合和電感電容的要求是不同的。

由于組合濾波器在高頻下容易受到電感和電容參數(shù)的影響，可能會(huì)導(dǎo)致諧振現(xiàn)象，大大降低濾波器的性能。因此，組合式電磁干擾濾波器通常僅適用于抑制相對(duì)較低頻率的干擾。但是，由于其濾波效果可以通過(guò)調(diào)整電感和電容參數(shù)來(lái)改變，因此只要調(diào)整得當(dāng)，組合式電磁干擾濾波可以產(chǎn)生更好的濾波效果和更靈活的頻帶變化。一般來(lái)說(shuō)，在某些應(yīng)用中，吸收式電磁干擾濾波器和組合式電磁干擾濾波器也可以串聯(lián)使用。

電磁干擾濾波器設(shè)計(jì)

電磁干擾噪聲包括共模噪聲和差模噪聲。共模噪聲存在于所有交流相線和共模地之間，其來(lái)源被認(rèn)為是兩個(gè)電路之間的絕緣泄漏電流和電磁場(chǎng)耦合。差模噪聲存在于交流相線之間，由電流脈沖、開(kāi)關(guān)元件的振鈴電流和二極管的反向恢復(fù)特性產(chǎn)生。這兩種模式具有不同的傳輸噪聲源和不同的傳輸路徑，因此共模濾波器和差模濾波器應(yīng)分別設(shè)計(jì)。

在普通開(kāi)關(guān)電源中，由于主要的電磁干擾干擾源來(lái)自功率半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)作用，產(chǎn)生的電磁輻射EME(Emular Emission)通常是寬帶噪聲，其頻率范圍從開(kāi)關(guān)工作頻率到幾兆赫不等。因此，導(dǎo)電電磁環(huán)境(EME)的測(cè)量頻率范圍為0.15兆赫~ 30兆赫~ 30兆赫，以符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。電磁干擾濾波器旨在充分衰減開(kāi)關(guān)頻率及其高次諧波的噪聲?；谏鲜鰳?biāo)準(zhǔn)，考慮將頻率高于150千赫的EME頻率衰減到合理的范圍通常就足夠了。

鐵氧體器件制作工藝對(duì)磁性能的影響

由鐵氧體材料制成的電磁干擾濾波器電感和高頻變壓器對(duì)應(yīng)力敏感。我在1988 《磁性材料與器件》第3期討論了固定材料或密封材料在制造過(guò)程中對(duì)鐵氧體磁芯性能的影響，相關(guān)數(shù)據(jù)再次顯示。

灌封后，磁滯回線也變得越來(lái)越厚越來(lái)越短，即Hc變得越來(lái)越大，Bs變得越來(lái)越小。

經(jīng)過(guò)討論和試驗(yàn)，調(diào)整環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的配比以及填料的比例，找到更合適的灌封材料。結(jié)果如表6所示。

灌封前后的磁滯回線基本一致，滿足要求。

鐵芯固定是保證LCR振蕩電路中電感的電感值長(zhǎng)期保持不變、振蕩頻率長(zhǎng)期保持不變、燈亮度長(zhǎng)期保持不變以及節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器壽命的關(guān)鍵。

目前，大多數(shù)廠家仍然使用塑料膠帶、蘸漆、夾扣等不合適、不科學(xué)的方法，不能保證磁芯線圈的電感值長(zhǎng)期保持不變或變化不大。塑料帶受熱膨脹后不會(huì)復(fù)原，絕緣漆受熱膨脹后會(huì)與磁芯分離，因此夾具的彈力不一致。

電線包和電線框架浸有絕緣漆。磁芯之間使用熱膨脹系數(shù)類似鐵氧體材料的固化膠。只有這樣，在正確選擇材料和正確設(shè)計(jì)電磁干擾濾波器后，才能獲得預(yù)期的抗電磁干擾效果。

結(jié)論

一個(gè)完整的電路，在實(shí)現(xiàn)其主要功能的同時(shí)，還必須確保所有器件不會(huì)相互干擾。整個(gè)電路不受電網(wǎng)干擾，也不干擾電網(wǎng)和其他電子設(shè)備，具有兼容性和實(shí)用性。只有選擇電磁干擾濾波器、鐵氧體磁環(huán)、磁芯形狀和尺寸以及加工工藝，才能真正達(dá)到設(shè)計(jì)要求和應(yīng)用效果。