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整流滤波时电容和电感大小型号的选择

纸介电容 用两块金属箔制成电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或扁柱形芯,然后密封在金属壳或绝缘材料(如油漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中。它的特点是体积小,容量大。但固有电感和损耗相对较大,更适合低频。 云母电容 用金属箔或在云母片上喷洒银层作为电极板,然后压铸胶木粉或密封在环氧树脂中。其特点是介质损耗小、绝缘电阻大、温度系数小,适用于高频电路。 陶瓷电容 以陶瓷为介质,在陶瓷基底两侧喷涂银层,然后烧成银膜作为极板。其特点是体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适用于高频电路。 铁陶瓷电容器 容量大,但损耗和温度系数大,适用于低频电路。 薄膜电容 结构与纸介电容器相同,介质为聚酯或聚苯乙烯。聚酯薄膜电容器,介电常数高,体积小,容量大,稳定性好,适用于旁路电容器。 聚苯乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻高,但是温度系数大,可用于高频电路。 金属纸介电容 结构与纸介电容器基本相同。用金属膜代替金属箔,体积小,容量大,一般用于低频电路。 油浸纸介电容器 将纸介电容器浸泡在经过特殊处理的油中,以增强其耐压性。其特点是电容量大,耐压性高,但体积大。 铝电解电容 它由铝圆柱形负极制成,含有液体电解质,并插入一条弯曲的铝带作为正极。它还需要直流电压处理,以形成一层氧化膜作为介质。其特点是容量大,但泄漏大,稳定性差,具有正负极性,适用于电源滤波器或低频电路。使用时,正负极不反转。 钽、铌电解电容器以金属钽或铌为正极,稀硫酸等配液为负极,以钽或铌表面产生的氧化膜为介质。其特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用于要求高的设备。 半可变电容 它也被称为微调电容器。它由两组或两组中间夹有介质的小金属弹片制成。调整时,改变两块之间的距离或面积。其介质包括空气、陶瓷、云母、薄膜等。 可变电容 它由一组固定片和一组动片组成,其容量可以随着动片的旋转而不断变化。同轴旋转两组可变电容,称为双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯。空气介质可变电容体积大,损耗小,主要用于电子管收音机。 聚苯乙烯介质可变电容器密封,体积小,多用于晶体管收音机。 NPO(COG):电气性能最稳定,基本上不随温度、电压与时间的改变面改变,适用于对稳定性要 高频电路; X7R(2X1):电气性能稳定,温度、电压、时间变化不明显,适用于隔离、偶合、旁路和对容量 由于稳定性要求不太高的鉴频电路,X7R它是一种强电介质,因面能产生容量比NPO介质较大的电容器; Y5V(2F4)(Z5U):介电常数低,常用于生产容量大、标称容量高的大容量电容器产品,但其 容量稳定性较高X7R对温度、电压等测试条件敏感的差、容量、损耗。 1.14.1.莲藕电容器一般配置原则 1. 电源输入端跨接10 ~100uf电解电容器。如有可能,连接1000uf以上更好。 2. 原则上,每个集成电路芯片都应该布置0.01pf如果印刷板的间隙不够,瓷片电容器可以每4次使用~8芯片布置1 ~ 10pf的但电容。 3. 对于抗噪能力弱、关闭时电源变化大的设备,如 ram、rom存储器件应在芯片中 电源线和地线之间直接入退藕电容。 4.电容引线不宜过长,尤其是高频旁路电容。此外,还应注意以下两点: a、 当印刷板中有接触器、继电器、按钮等元件时,操作时会产生大火花放电 ,附图所示必须使用 rc 吸收放电电流的电路。 r 取 1 ~ 2k,c取2.2 ~ 47uf。 b、 cmos输入阻抗很高,容易感应,所以在使用时不需要端接地或正电源。 由于大部分能量交换主要集中在设备的电源和地引脚上,这些引脚与地电平面独立直接连接。 这样,电压波动实际上主要是由于电流分布不合理造成的。然而,电流分布不合理主要是由于大量的过孔和隔离 带。在这种情况下,电压波动会主要传输并影响设备的电源和地线引脚。 为了降低集成电路芯片电源上的电压瞬时过冲,应为集成电路芯片增加去耦电容。这可以有效地去除电源上的毛 刺的影响,减少印刷板上电源环路的辐射。 当去耦电容器直接连接到集成电路的电源管腿上,而不是电源层上时,其光滑的毛刺效果最好。这是为了 有些设备插座上有去耦电容,有些设备要求去耦电容与设备之间的距离足够小。 去耦电容如下: ● 跨接10~1000个电源输入端uF如果印刷电路板的位置允许,使用100个电解电容器uF上述电解电容器的抗性 干扰效果会更好。 ● 配置0个集成电路芯片.01uF陶瓷电容器。如果印刷电路板空间小,无法安装,每4~10个芯片可配备1~10个芯片uF钽电解电容器的高频阻抗特别小,在500kHz~20MHz范围内阻抗小于1Ω,而且漏电流很小(0.5uA以下)。 ● 对于噪声能力弱、关闭时电流变化大的设备和ROM、RAM存储器件应在芯片的电源线上(Vcc)和地线(GND)去耦电容到去耦电容器。 ● 去耦电容的引线不能太长,尤其是高频旁路电容。 ● 当印刷板中有接触器、继电器、按钮等元件时,操作时会产生大火花放电,必须RC 吸收放电电流的电路。 R 取 1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。 ● CMOS输入阻抗很高,容易感应,所以在使用时不需要端接地或正电源。 ● 高频、低频、中频三种去耦电容应在设计中确定。和低频去耦电容可根据设备和PCB功耗决定可分别选择47-1000uF和470-3300uF;高频电容计算如下: C=P/V*V*F。 ● 每个集成电路都有一个去耦电容器。在每个电解电容器的边缘添加一个小的高频旁路电容器。 ● 电路充放电储能电容器采用大容量钽电容器或聚酷电容器。使用管状电时,外壳应接地。 1.14.2.配置电容的经验值 好的高频去耦电容器可以去除到1GHZ高频成分。陶瓷电容或多层陶瓷电容具有良好的高频特性。在设计印刷电路板时,应在每个集成电路的电源之间增加一个去耦电容器。去耦电容器有两个功能:一方面是集成电路的蓄能电容器,提供和吸收集成电路开关时的充放电能;另一方面,设备的高频噪声。典型的数字电路去耦电容为0.1uf去耦电容为5nH分布电感的并行共振频率约为7MHz也就是说,对于10,MHz以下噪声具有良好的去耦效果,对40MHz上述噪声几乎无效。 1uf,10uf并行共振频率为20MHz以上,去除高频噪声的效果更好。在电源进入印刷板的地方地方uf或10uf去高频电容往往是有益的,即使是电池供电系统也需要这种电容。每10片左右的集成电路应增加一个充放电电容器,或称为储放电容器。电容器尺寸可选择10个uf。最好不要使用电解电容器。电解电容器卷起两层溥膜。这种卷起结构在高频时表现为电感。最好使用胆电容器或聚碳酸酝酿电容器。 去耦电容值的选择不严格,可按C=1/f计算;即10MHz取0.1uf。无论使用什么样的电源分配方案,整个系统都会产生足够的噪音和额外的噪音 必须采取过滤措施。旁路电容器完成此任务。一般来说,一个1uf-10uf 电容器将放置在系统的电源接入端,每个设备的电源脚和地线脚之间应放置0.01uf-0.1uf 的电容。旁路电容器是过滤器。放置在电源接入端的大电容约10uf)用于过滤板产生的低频(如60hz 线路频率)。设备在板上工作时产生的噪从100产生mhz 在更高频率之间的合共振(harmonics)。旁路电容应放置在每个芯片间,这些电容相对较小,约0.1u 左右。 电容器是电路中最基本的部件之一。所有电路设计师都熟悉使用电容器过滤电路上的高频骚扰和解耦。然而,随着电磁干扰问题的日益突出,特别是干扰频率的增加,由于不了解电容器的基本特性,不能达到预期的滤波效果。本文介绍了影响电容器滤波性能的参数,以及使用电容器抑制电磁骚扰的参数 注意事项。 电容引线的作用 电容引线对滤波效果的影响是用电容抑制电磁骚扰最容易忽视的问题。电容器的容抗与频率成反比。正是利用这一特性,将电容器并联在信号线和地线之间,起到高频噪声的旁路作用。然而,在实际工程中,许多人发现这种方法并不能达到预期的过滤噪声的效果,面对顽固的电磁噪声无助。其中一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。 如图1所示,实际电容器的电路模型为等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)串联网络。 理想电容器的阻抗是随着频率的增加而降低的,而实际电容器的阻抗是图1所示网络的阻抗特性。当频率较低时,电容器特性显示,即阻抗随频率的增加而降低,并在某一点共振。此电容器的阻抗等于等效串联电阻ESR。 因为谐振点以上ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性。因为谐振点以上电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。 电容谐振频率由ESL电容值或电感值越大,谐振频率越低,即电容器的高频滤波效果越差。ESL除了电容器的类型外,电容器的引线长度是一个非常重要的参数,引线越长,电感越大,电容器的谐振频率越低。因此,在实际工程中,电容器的引线应尽可能短,电容器的正确安装方法和不正确安装方法如图2所示。 图2 正确的安装方法和错误的安装方法 根据LC谐振点不仅与电感有关,还与电容值有关,电容越大,谐振点越低。很多人认为电容器容量越大,滤波效果越好,这是一种误解。虽然电容器对低频干扰的旁路效果越好,但由于电容器在较低频率下谐振,阻抗开始随着频率的增加而增加,因此高频噪声的旁路效果较差。表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率,导线长度为1.6mm(你用的电容线有这么短吗?)。 自谐振频率的电容值(MHz)自谐振频率的电容值(MHz) 1m F1.7820 pF38.5 0.1m F4680 pF42.5 0.01m F12.6560 pF45 3300pF19.3470 pF49 1800 pF25.5390 pF54 1100pF33330 pF60   尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。 2.温度的影响   由于电容器中的介质参数受到温度变化的影响,因此电容器的电容值也随着温度变化。不同的介质随着温度变化的规律不同,有些电容器的容量当温度升高时会减小70%以上,常用的滤波电容为瓷介质电容,瓷介质电容器有超稳定型:COG或NPO,稳定型:X7R,和通用型:Y5V或Z5U三种。不同介质的电容器的温度特性如图2所示。    图 3 不同介质电容器的温度特性   从图中可以看到,COG电容器的容量几乎随温度没有变化,X7R电容器的容量在额定工作温度范围变化12%以下,Y5V电容器的容量在额定工作温度范围内变化70%以上。这些特性是必须注意的,否则会出现滤波器在高温或低温时性能变化而导致设备产生电磁兼容问题。   COG介质虽然稳定,但介质常数较低,一般在10~100,因此当体积较小时,容量较小。X7R的介质常数高得多,为2000 ~ 4000,因此较小的体积能产生较大的电容,Y5V的介质常数最高,为5000 ~ 25000。  许多人在选用电容器时,片面追求电容器的体积小,这种电容器的介质虽然具有较高的介质常数,但温度稳 定性很差,这会导致设备的温度特性变差。这在选用电容器时要特别注意,尤其是在军用设备中。 3.电压的影响   电容器的电容量不仅随着温度变化,还会随着工作电压变化,这一点在实际工程必须注意。不同介质材料的电容器的电压特性如图3所示。从图中可以看出,X7R电容器在额定电压状态下,其容量降为原始值的70%,而Y5V电容器的容量降为原始值的30%!了解了这个特性,在选用电容时要在电压或电容量上留出余量,否则在额定工作电压状态下,滤波器会达不到预期的效果。  综合考虑温度和电压的影响时,电容的变化如图4所示。 5.穿心电容的使用   在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz,甚至超过1GHz。对这样高频的电磁噪声必须使用穿心电容才能有效地滤除。普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声,是因为两个原因,一个原因是电容引线电感造成电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用;另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合,降低了滤波效果,  穿心电容之所以能有效地滤除高频噪声,是因为穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题,而且穿心电容可以直接安装在金属面板上,利用金属面板起到高频隔离 作用。但是在使用穿心电容时,要注意的问题是安装问题。穿心电容最大的弱点是怕高温和温度冲击,这在将穿心电容往金属面板上焊接时造成很大困难。许多电容在焊接过程中发生损坏。特别是当需要将大量的穿心电容安装在面板上时,只要有一个损坏,就很难修复,因为在将损坏的电容拆下时,会造成邻近其它电容的损坏。    随着电子设备复杂程度的提高,设备内部强弱电混合安装、数字逻辑电路混合安装的情况越来越多,电路模块之间的相互骚扰成为严重的问题。解决这种电路模块相互骚扰的方法之一是用金属隔离舱将不同性质的电路隔离开。但是所有穿过隔离舱的导线要通过穿心电容,否则会造成隔离失效。当不同电路模块之间有大量的联线时,在隔离舱上安装大量的穿心电容是十分困难的事情。为了解决这个问题,国外许多厂商开发了“滤波阵列板”,这是用特殊工艺事先将穿心电容焊接在一块金属板构成的器件,使用滤波阵列板能够轻而易举地解决大量导线穿过金属面板的问题。但是这种滤波阵列板的价格往往较高,每针的价格约30元。   1999年,北京天亦通公司开发成功了TLZ – 1系列滤波阵列板(专利申请中)。这种滤波阵列板的滤波性能接近国外产品,但价格仅为国外产品的1/10以下。TLZ – 1系列滤波阵列板的密度是标准2.54mm,可以直接与扁平电缆插座配合,便于安装,可广泛用于电子设备的滤波隔离(图6)。图7 滤波阵列板用于电路隔离 在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性元件和EMI滤波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。 表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值,载流能力以及其他类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。 片式电感在需要使用片式电感的场合,要求电感实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。谐振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路等等。谐振电路还包括 高Q带通滤波器电路。 要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容, 这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求。 高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。 标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。电感结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。 在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要参数是直流电阻(DCR),额定电流,和低Q值。当作为滤波器使用时,希望宽带宽特性,因此,并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降,DCR定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。 片式磁珠 片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(PCB电路)中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的 号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。 片式磁珠由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。 使用片式磁珠的好处: 小型化和轻量化 在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰。 闭合磁路结构,更好地消除信号的串绕。 极好的磁屏蔽结构。 降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。 显著的高频特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)。 在高频放大电路中消除寄生振荡。 有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。 要正确的选择磁珠,必须注意以下几点:  1、不需要的信号的频率范围为多少; 2、噪声源是谁; 3、需要多大的噪声衰减; 4、环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度); 5、电路和负载阻抗是多少; 6、是否有空间在PCB板上放置磁珠; 前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻,感抗和总阻抗。总阻抗通过ZR22πfL()2 :=fL来描述。典型的阻抗曲线如下图所示: 通过这一曲线,选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。  片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。 使用片式磁珠和片式电感的原因: 是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在 谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。 片式磁珠和片式 电感的应用场合:  片式电感: 射频(RF)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车电子,蜂窝电话,寻呼机,音频设备, PDAs(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等。 片式磁珠: 时钟发生电路,模拟电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘,鼠标,长途电信,本地局域网),射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(VCRS),电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。 铁氧体在抑制电磁干扰中的应用 铁氧体在抑制电磁干扰中的应用   用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民 用电子设备。那么什么是铁氧体呢?如何选择,怎样使用铁氧体元件呢?这篇文章将对这些问题作一简要介绍。   一、什么是铁氧体抑制元件  铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料,它的制造工艺和机械性能与陶 瓷相似。但颜色为黑灰色,故又称黑磁或磁性瓷。铁氧体的分子结构为MO·Fe2O3,其中MO为金属氧化物,通常是MnO或ZnO。  衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率μ,饱和磁通密度Bs,剩磁Br和矫顽力Hc等。  对于抑制用铁氧体材料,磁导率μ和饱和磁通密度Bs是最重要的磁性参数。磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率。  μ=△B/△H    对于一种磁性材料来说,磁导率不是一个常数,它与磁场的大小、频率的高低有关。当铁氧体受到一个外磁 场H作用时,例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时,铁氧体磁环被磁化。随着磁场H的增加,磁通密度B 增加。当磁场H场加到一定值时,B值趋于平稳。这时称作饱和。对于软磁材料,饱和磁场H只有十分之几到几 个奥斯特。随着饱和的接近,铁氧体的磁导率迅速下降并接近于空气的导磁率(相对磁导率为1)如图1所示。   图1 铁氧体的B-H曲线    铁氧体的磁导率可以表示为复数。实数部分μ'代表无功磁导率,它构成磁性材料的电感。虚数部分μ"代 表损耗,如图2所示。                      μ=μ'-jμ"         图2 铁氧体的复数磁导率    磁导率与频率的关系如图3所示。在一定的频率范围内μ'值(在某一磁场下的磁导率)保持不变,然后随频 率的升高磁导率μ'有一最大值。频率再增加时,μ'迅速下降。代表材料损耗的虚数磁导率μ"在低频时数值较 小,随着频率增加,材料的损耗增加,μ"增加。如图3所示,图中tanδ=μ"/μ'  二、铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗  当铁氧体元件用在交流电路时,铁氧体元件是一个有损耗的电感器, 它的等效电路可视为由电感L和损耗电阻R组成的串联电路,如图4所示。    铁氧体元件的等效阻抗Z是频率的函数Z(f)=R(f) jωL(f)=Kωμ"(f) jKωμ'(f)    式中:K是一个常数,与磁芯尺寸和匝数有关,ω为角频率。  损耗电阻R和感抗jωL都是频率的函数,图5是材料850磁珠的阻抗、感抗和电阻与频率的关系。在低频端(<10MHz)阻抗小于10Ω,随着频率的增加,由于电阻分量增加,使阻抗增加,电阻逐渐成为主要部分。在频率超过100MHz时,磁珠的阻抗将 大于100Ω。这样就构成一个低通滤波器,使高频噪音信号有大的衰减,而对低频有用信号的阻抗可以忽略,不影响电路的正常工作。这种滤波器优于普通纯电抗滤波器。后者会产生谐振,造成新的干扰,而铁氧体磁珠则没有这种现象。    图5 铁氧体的阻抗与频率的关系    铁氧体抑制元件应用时的等效电路如图6所示。图中Z为抑制元件的阻抗,Zs和ZL分别为源阻抗和负载阻 抗,Z为铁氧体抑制元件的阻抗。  通常用插入损耗表示抑制元件对EMI信号的衰减能力。器件的插入损耗越大,表示器件对EMI噪音抑制能力越强。    图6 铁氧体抑制元件应用电路  插入损耗的定义为   式中:P1、V1分别为抑制元件接入前,负载上的功率和电压。P2、V2分别为抑制元件接入后,负载上的 功率和电压。插入损耗和抑制元件的阻抗有如下关系:     由上式可见,在源阻抗和负载阻抗一定时抑制元件的阻抗越大,抑制效果越好。由于抑制元件的阻抗是频率 的函数,所以插入损耗也是频率的函数。抑制元件的阻抗包括感抗和电阻部分,两部分对插入损耗都有贡献。在低频时,铁氧体的μ"的值较小,损耗电阻较小,主要是感抗起作用。在高频端,铁氧体的μ'值开始下降,而 μ"值增大,所以损耗起主要作用。低频时,EMI信号被反射而受到抑制,在高频端,EMI信号被吸收并 转换成热能。三、铁氧体抑制元件的应用  铁氧体抑制元件广泛应用于PCB,电源线和数据线上。1、铁氧 体抑制元件在PCB上的应用  EMI设计的首要方法是抑源法,即在PCB上的EMI源将EMI抑制掉。 这个设计思想是将噪音限制在小的区域,避免高频噪音耦合到其他电路,而这些电路通过连线可能产生更强的辐 射。  PCB上的EMI源来自周期开关的数字电路。其高频电流在电源线和地之间产生一个共模电压降,造 成共模干扰。电源线或信号线会将IC开关的高频噪声传导或辐射出去。  在电源线和地之间加一个去耦电 容,使高频噪音短路,但是去耦电容常常会引起高频谐振,造成新的干扰。在电路板的电源进口加上铁氧抑制磁 珠会有效的将高频噪音衰减掉。2、铁氧体抑制元件在电源线上的应用  电源线会把外界电网的干扰、开关电 源的噪音传到主机。在电源的出口和PCB电源线的入口设置铁氧体抑制元件,既可抑制电源与PCB之间的高 频干扰的传输,也可抑PCB之间高频噪音的相互干扰。  值得注意的是,在电源线上应用铁氧体元件时有D C偏流存在。铁氧体的阻抗和插入损耗随着DC偏流的增加而减少。当偏流增加到一定值时,铁氧体抑制元件会 出现饱和现象。在EMC设计时要考虑饱和或插入损耗降低的问题。铁氧体的磁导率越低,插入损耗受DC偏流 的影响越小,越不易饱和。所以用在电源线上的铁氧体抑制元件,要选择磁导率低的材料和横截面积大的元件。   当偏流较大时,可将电源的出线(AC的火线,DC的十线)与回线(AC的中线,DC的地线)同时穿入 一个磁管。这样可避免饱和,但这种方法只抑制共模噪音。3、铁氧体抑制元件在信号线上的应用  铁氧体抑 制元件最常用的地主就是信号线,例如在计算机中,EMI信号会通过主机到键盘的电缆线传入到主机的驱动电 路,而后耦到CPU,使其不能正常工作。主机的数据或噪音也可通过电缆线传出去。铁氧体磁珠可用在驱动电 路与键盘之间,将高频噪音抑制。由于键盘的工作频率在1MHz左右,数据可以几乎无损耗地通过铁氧体磁 珠。  偏平电缆也可用专用的铁氧体抑制元件,将噪音抑制在其辐射之前。4、铁氧体抑制元件的选择  铁 氧体抑制元件有多咱材料和各种形状、尺寸供选择。为选择合适的抑制元件,使对噪音的抑制更有效,设计者必 须知道需要抑制的EMI信号的频率和强度,要求抑制的效果即插入损耗值以及允许占用的空间包括内径、外径 和长度等尺寸。4-1铁氧体材料的选择  不同的铁氧体抑制材料,有不同的最佳抑制频率范围,与磁导率有 关。通常材料的磁导率越高,适用抑制的频率就越低。下面是常用的几种抑制铁氧体材料的适用频率范围:   磁导率    最佳抑制频率范围  125      >200MHz    850            30MHz~200MHz   2500          10MHz~30MHz  5000     <10MHz  在有DC或低频AC偏流情况下,要考虑到抑制性 能的下降和饱和,尽量选用磁导率低的材料。4-2 铁氧体抑制元件尺寸的选择  铁氧体材料选定之后,需 要选定抑制元件的形状和尺寸。抑制元件的形状和影响到对噪音抑制的效果。  一般来说,铁氧体的体积越 大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细的形状比短而而粗的形状的阻抗要大,抑制效果更好。但在有DC或AC偏流的情况下,要考虑到饱和问题。铁氧体抑制元件的横截面积越大,越不易饱和,可承受的偏流越大。另外,铁氧体的内径越小,抑制效果越好。  总之,铁氧体抑制元件选择的原则是,在使用空间允许的条件下, 选择尽量长,尽量厚和内孔尽量小的铁氧体抑制元件。5、铁氧体抑制元件的安装  同样的铁氧体抑制元件, 由于安装的位置不同,其抑制效果会有很大区别。  在大部分情况下,铁氧体抑制元件应安装在尽可能接近干扰源的地方。这样可以防止噪音耦合到其他地方,在那些地方可能噪音更难以抑制。但是在I/O电路,在导线或电缆进入或引出屏蔽壳的地方,铁氧体器件,应尽可能靠近屏蔽壳的进出口处,以避免噪音在经过铁氧体抑制元件之前耦合到其他地方。  铁氧体磁管穿在电缆上后要用热缩管封好

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