各種磁環(huán)的運(yùn)用及區(qū)別

(2)坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要包括鉬坡莫合金粉芯(MPP)和高通量粉芯(高通量)。MPP由81%的鎳、2%的鉬和鐵粉組成。主要特點(diǎn)是:飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約為7500Gs。滲透率范圍很大，從14到550；粉末磁芯損耗??；優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于航天設(shè)備、戶外設(shè)備等。磁致伸縮系數(shù)接近于零，在不同頻率下工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生噪聲。主要應(yīng)用于300千赫以下的高品質(zhì)因數(shù)Q濾波器、感應(yīng)負(fù)載線圈、諧振電路、要求高溫穩(wěn)定性的LC電路、輸出電感、功率因數(shù)補(bǔ)償電路等。它通常用在交流電路中，而在粉芯中價(jià)格昂貴。高通量粉末芯高頻由50%鎳，50？粉末成分。主要特點(diǎn)是:飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約為15000Gs。滲透率范圍從14到160。粉末磁芯具有磁感應(yīng)強(qiáng)度和DC偏置能力；磁芯體積小。主要應(yīng)用于線路濾波器、交流電感、輸出電感、功率因數(shù)校正電路等。它常用于DC電路，廣泛用于高DC偏置、高DC和低交流。價(jià)格比市場(chǎng)價(jià)低。(3)庫(kù)爾毫米核心鐵硅芯由9%鋁，5%硅，85？粉末成分。它主要用于替代鐵粉芯，損耗比鐵粉芯低80%，可用于8千赫以上的頻率。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約為1.05噸；磁導(dǎo)率從26到125；磁致伸縮系數(shù)接近于零，在不同頻率下工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生噪聲。它比MPP具有更高的DC偏置能力。它具有的性價(jià)比。主要應(yīng)用于交流電感、輸出電感、線路濾波器、功率因數(shù)校正電路等。有時(shí)它也用氣隙代替鐵氧體作為變壓器鐵芯。

鐵氧體磁環(huán)在汽車電子設(shè)備電磁兼容性中的作用

車輛中的電磁干擾

汽車中的電磁干擾是指汽車電子設(shè)備在運(yùn)行過程中的相互干擾，包括電子元件產(chǎn)生的電子噪聲、電機(jī)運(yùn)行過程中換向電刷產(chǎn)生的電磁干擾以及各種開關(guān)運(yùn)行過程中的放電干擾。汽車點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻輻射嚴(yán)重，其干擾能量較大。

電磁干擾的方式和原理

電磁干擾按干擾路徑分類，主要包括傳導(dǎo)干擾、感應(yīng)干擾和輻射L干擾。相應(yīng)的干擾原理如下。

傳導(dǎo)干擾

傳導(dǎo)干擾主要通過電路的公共導(dǎo)體傳播。典型的結(jié)構(gòu)是公共電源線和公共地線。圖1是典型傳導(dǎo)干擾電路的示意圖。r是電源線上的電阻，Z是地線上的電阻，U是分支電壓，I是分支電流。

因?yàn)槊總€(gè)設(shè)備的工作電壓是

因此，任何設(shè)備的電流變化都會(huì)引起其他設(shè)備的電壓變化并產(chǎn)生干擾。為了減少設(shè)備之間的相互影響，需要減少R、Z和I的值。

感應(yīng)干擾

感應(yīng)干擾可分為感應(yīng)干擾和磁感應(yīng)干擾?；倦娐穲D如圖2和3所示。U1是導(dǎo)線1的電壓，I1是導(dǎo)線1上的電流，U2是導(dǎo)線2上的干擾電壓，C12是兩根導(dǎo)線之間的電容，C1g和C2g是導(dǎo)線1、導(dǎo)線2和地之間的電容，M12是兩個(gè)電路之間的互感，R是每個(gè)電路的電阻。

對(duì)于電感電路，為了降低U2，可以降低C12、U1和R，或者增加C2g。個(gè)措施是通過增加導(dǎo)線距離或改變導(dǎo)線間的介電參數(shù)來降低C12。對(duì)于磁感應(yīng)電路，為了減小U2，可以減小M12或者可以減小I1的變化率?；敬胧┦菧p少M(fèi)12。對(duì)于典型的兩個(gè)回路，L1和L2是兩個(gè)回路的長(zhǎng)度，m0是真空的滲透性，而R是兩個(gè)回路導(dǎo)體段之間的距離。因此，增加R和減少環(huán)路面積都可以減少M(fèi)12。

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調(diào)整電感和電容參數(shù)來改變，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。一般來說，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)。

在普通開關(guān)電源中，由于主要的電磁干擾干擾源來自功率半導(dǎo)體器件的開關(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關(guān)頻率及其高次諧波的噪聲。基于上述標(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。

非晶在開關(guān)電源EMI中的應(yīng)用

開關(guān)噪聲

SPS的主要噪聲是由于二極管斷開時(shí)的反向恢復(fù)現(xiàn)象發(fā)生的。當(dāng)隨換流外加反向電壓時(shí)，由于載流子被存儲(chǔ)在二極管的PN結(jié)，因而在載流子消失的前一段時(shí)間里，電流也會(huì)反向流動(dòng)，致使載流子消失時(shí)反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化(di/dt)。另外，從理論上說，沒有PN結(jié)的肖特基二極管(SBD)里不會(huì)存在載流子，因而也就不會(huì)有恢復(fù)現(xiàn)象的存在。但實(shí)際上，由于受結(jié)電容的影響，會(huì)不同程度地觀測(cè)到類似波形，所以也會(huì)有噪聲的發(fā)生。

為了防止噪聲，過去一般都采用RC吸收網(wǎng)絡(luò)。這種RC吸收網(wǎng)絡(luò)是使電阻和電容跟二極管并聯(lián)用電容器吸收由二極管發(fā)生的開關(guān)噪聲，但電阻上的損耗和發(fā)熱問題還有待于改善。

三、磁緩沖器

磁緩沖器與二極管呈串聯(lián)狀態(tài)插入電感器，使二極管的虛線所示狀態(tài)，并通過控制恢復(fù)峰值及其變化率(di/dt)來控制開關(guān)噪聲的產(chǎn)生。這種現(xiàn)象一般稱作軟恢復(fù)。同時(shí)這種緩沖器還對(duì)SBD等低耐壓得元件起一種免遭浪涌電壓破壞的保護(hù)作用。

開關(guān)瞬變現(xiàn)象時(shí)磁緩沖器的工作性能原理。在瞬變電流發(fā)生期間，由于帶有大電抗而控制了浪涌的發(fā)生。并在穩(wěn)定期使電抗幾乎減小為零。也就是說，是一種只在瞬變期作為電抗進(jìn)行工作并具有自控式磁開關(guān)的電抗器。

實(shí)測(cè)磁化曲線說明一下其工作原理。當(dāng)正向電流通向二極管時(shí)，磁芯飽和并處于B－H曲線的1位置上。這時(shí)，電感處于zui低狀態(tài)。當(dāng)二極管從ON向OFF轉(zhuǎn)換時(shí)，磁芯就會(huì)通過路線2發(fā)生磁通變化，但要加以控制，以使達(dá)到軟恢復(fù)狀態(tài)。當(dāng)二極管完全達(dá)到OFF時(shí)，磁芯即處于3的狀態(tài)。

其次，當(dāng)二極管從OFF向ON轉(zhuǎn)換時(shí)，正向電流開始通向二極管，并加以電流控制，直至磁芯在4路線上被磁化、電感增加及磁芯達(dá)到飽和。