EMC的三大利器

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滤波电容器、共模电感、磁珠在EMC设计电路中是常见的身影，也是消灭电磁干扰的三大利器。+ d. n" X* p4 u/ O' g, N
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对于这三者在电路中的作用，相信还有很多工程师搞不清楚，文章从设计中详细分析了消灭EMC三大利器的原理。
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5 ?1 c. A2 E+ T" O  |共模电感在制作时应满足以下要求：
(1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路;
(2)当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和;, O, `1 h6 N. [+ H" j4 Z- ~
  u2 Y$ M; W' l$ {(3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿;9 M" {3 H) N& A# r7 o; U
(4)线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。
7 w) W- L7 g1 j) Z" a) F$ Y通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。
另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口。  A6 D+ a1 S0 |  l
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) G: J* {* N6 X9 @7 w, v% r. x03 磁珠
$ f$ s1 M7 [2 J: `" |在产品数字电路EMC设计过程中，我们常常会使用到磁珠，铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。! W: w; b' ]' l% `! M
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( @& ?# v9 Y. l! _6 S. c  }铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下，他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。
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实际上，铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。8 c# `& b5 ^! X/ ?% L/ {
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铁氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特性。

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6 \# H4 Y& H9 B7 Z% G铁氧体在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很低的电感器，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高高频滤波效能。4 F1 J. B5 F' ?( S3 h& \4 T* M
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在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制;并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。
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% B  D. r, J3 g在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小。
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% w! ^/ {" ?. V; _  p但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。5 |* J% h* b4 d3 E4 l) A# G: L
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% z! r* ]" m$ j9 r" K8 c: u1 t& ~铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。" ?+ n* D  I8 Y; |& F, c
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铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。使用片式磁珠还是片式电感主要还在于实际应用场合。
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。

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1 h* L9 |5 n& }6 ^& p7 c/ R片式磁珠和片式电感的应用场合
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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，个人数字助理(PDAs)，无线遥控系统以及低压供电模块等。
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% t& \; T- p( B5 ?3 b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。$ ?. Z- ^0 Q6 Z" J; R
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5 G+ G$ V  l) `磁珠的单位是欧姆，因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。
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磁珠的DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，一般以100MHz为标准，比如是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于1000欧姆。
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* I, j7 e) ^7 O9 ]! m针对我们所要滤波的频段需要选取磁珠阻抗越大越好，通常情况下选取600欧姆阻抗以上的。


' P3 U* Y; O% w) d' n* ~, l另外选择磁珠时需要注意磁珠的通流量，一般需要降额80%处理，用在电源电路时要考虑直流阻抗对压降影响。