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磁环在EMC中的妙用_最资讯

来源:面包芯语 时间: 2023-04-18 11:22:25

在电子产品的设计中,电磁兼容EMC性能对系统的影响非常大,关系到其能正常稳定运转。很多国家现在已经开始对电子产品的电磁兼容性做强制性限制,电磁兼容性能已经成为产品性能的一个重要指标。

电磁兼容主要有两方面的内容,一个是产品本身对外界产生不良的电磁干扰影响,称为电磁干扰发射EMI;另一个是对外界电磁信号的敏感程度称为电磁敏感度EMS。干扰源、耦合途径及敏感设备是电磁兼容的三要素,缺一不可。在整改过程中我们有时候经常采用到磁环来排查问题,但是使用过程中我们不知道哪些细节会影响使用的效果。

图1USB接口信号传输


(相关资料图)

上面图1是USB接口信号传输的等效电路,假设信号传输过程中存在两种噪声,绿色信号的走向是共模噪声,蓝色信号走向是差模噪声。因此在整改过程中我们将磁环绕在USB信号线上来抑制噪声,并对比前后的效果。

图2绕磁环等效电路

上面图2是绕磁环等效电路,电路上的ZF是绕磁环后在电路上的等效阻抗,Z0是信号源的内阻,ZB是负载,那么我们可以根据下面的公式计算出磁环的插入损耗,这样就可以选出合适的磁环来降低噪声满足实验限值的要求。

图3插入损耗计算公式

1.绕线的匝数

一般磁环的规格书上面都会给出这样的匝数的频率阻抗曲线,从图4可以看出当线绕一匝时100MHz对应下的阻抗大约110Ω,而当线绕到两匝时可以看出100MHz对应的阻抗大约390Ω,而且两匝的整个曲线都偏上,因此在整改过程中绕的匝数也是比较关键的,不然加上磁环达不到我们想要的效果。

图 4不同匝数的频率特性阻抗曲线

图 5磁环感量的计算公式

2. 磁导率

图 6磁导率

3.居里温度

图 7居里温度曲线

4. 通流大小

图 8磁环内部磁畴的分布图

图 9电流频率阻抗曲线

5. 气隙

图 10频率特性阻抗曲线

总的来说,对于磁环的使用一般会在消费类产品上看见,由于外接这种磁环外观不是很好看,所以很多产品都会取消采用其他的滤波方式去抑制噪声,如共模电感、差模滤波器等,但是对于磁环的使用,我们可以在整改过程中用来排查问题,这样比较有效、快速的锁定噪声传播路径,因此使用磁环时可以参考以上的几点影响因素,可以规避一些额外的影响。

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