濾波電容、共模電感、磁珠是EMC設(shè)計電路中的常用數(shù)字，也是消除電磁干擾的三大武器。我想很多工程師仍然對這三個人在電路中的角色感到困惑。本白皮書詳細(xì)分析了從設(shè)計和設(shè)計中消除三種尖銳的 EMC 武器的原理。

三大武器的濾波電容

       從高頻噪聲過濾的角度來看，電容諧振是不可取的，但電容諧振并不總是有害的。一旦確定了要過濾的噪聲頻率，就可以調(diào)整電容器的電容，使諧振點剛好下降到干擾頻率。

在實際工程中，過濾后的電磁噪聲的頻率往往超過數(shù)百MHz甚至1GHz。這種高頻電磁噪聲應(yīng)使用穿心電容器進(jìn)行有效過濾。普通電容不能有效濾除高頻噪聲有兩個原因。一是電容的引線電感使電容產(chǎn)生諧振，對高頻信號產(chǎn)生很大的阻抗，削弱高頻信號的旁路效應(yīng)。另一個原因是導(dǎo)線之間的寄生電容耦合了高頻信號，降低了濾波效果。

穿心電容之所以能有效去除高頻噪聲，是因為穿心電容沒有引線電感，不僅會造成電容諧振頻率過低的問題，而且還會將穿心電容引向金屬面板，因為可以安裝。并且可以使用金屬面板來實現(xiàn)高頻分離的作用。但是，在使用穿心電容器時，需要注意的問題是安裝。穿芯電容大的弱點是怕高溫和溫度效應(yīng)。當(dāng)將穿芯電容器焊接到金屬板上時，這會導(dǎo)致主要問題。許多電容器在焊接過程中損壞。尤其是需要在一塊面板上安裝大量穿心電容，只要其中一個損壞，拆掉損壞的電容就會損壞附近的其他電容，造成維修困難。

三大武器共模電感

三大兵器磁珠

       磁珠常用于產(chǎn)品數(shù)字電路的EMC設(shè)計過程。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金。這種材料具有高磁導(dǎo)率。它可以放置在電感器的線圈繞組之間。在高頻和高電阻下產(chǎn)生的電容小。鐵氧體材料通常用于高頻情況，因為它們具有低頻電感特性和極低的線路損耗。在高頻情況下，主要表現(xiàn)為電抗特性比，隨頻率變化。在實際應(yīng)用中，鐵氧體材料用作射頻電路中的高頻衰減器。實際上，鐵氧體相當(dāng)于并聯(lián)了一個電阻和一個電感。電阻在低頻時被電感短路，高頻時電感的阻抗非常高，以至于所有電流都流過電阻。 ..鐵氧體是一種將高頻能量轉(zhuǎn)化為熱能的消費類器件，熱能由其電阻特性決定。

鐵氧體磁珠比普通電感具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體耐高頻，可與品質(zhì)因數(shù)極低的電感相媲美，從而在相對較寬的頻率范圍內(nèi)保持高阻抗，提高高頻濾波效率。在低頻段，阻抗由電感的感抗組成。在低頻時，R 非常小，磁芯具有高導(dǎo)磁率，從而產(chǎn)生高電感。 L起主要作用，電磁干擾被反射抑制。此時磁芯損耗小，整個器件為低損耗、高Q電感。該電感容易產(chǎn)生共振，因此在低頻下，根據(jù)范圍，使用鐵氧體磁珠后干擾可能會增加。在高頻范圍內(nèi)，阻抗由電阻分量組成，隨著頻率的增加，磁芯的磁導(dǎo)率降低，電感的電感量減小，感抗分量減小。但是，此時磁芯的損耗變大，電阻成分變大，總阻抗變高。當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收，轉(zhuǎn)化為熱能并消散。

鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。例如，可以通過在印刷電路板上電源線的入口處添加鐵氧體抑制元件來消除高頻干擾。鐵氧體磁珠或磁珠專門用于抑制信號線和電源線中的高頻干擾和尖峰干擾，還具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

是否使用貼片磁珠或貼片電感主要取決于實際應(yīng)用。諧振電路需要貼片電感。如果您需要去除不需要的 EMI 噪聲，使用片式磁珠是選擇。片式磁珠和片式電感器的應(yīng)用： 片式電感器：射頻 (RF) 和無線通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達(dá)探測器、汽車電子、手機(jī)、尋呼機(jī)、音頻設(shè)備、PDA（個人數(shù)字助理）、無線遙控系統(tǒng)和低壓電源模塊等片珠：時鐘產(chǎn)生電路、模擬和數(shù)字電路之間的濾波、I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器（串口、并口、鍵盤、鼠標(biāo)、長途通信、局域網(wǎng)等）、射頻（RF） ) 電路 在對干擾敏感的邏輯器件之間，電源電路可消除計算機(jī)、打印機(jī)、錄像機(jī) (VCRS)、電視系統(tǒng)和手機(jī)中的高頻傳導(dǎo)干擾并降低 EMI 噪聲。

磁珠的單位是歐姆。這是因為磁珠的單位是標(biāo)稱的，取決于特定頻率下產(chǎn)生的阻抗，阻抗的單位也是歐姆。磁珠DATASHEET一般提供基于100MHz的頻率和阻抗特性曲線。例如，磁珠的阻抗在 100 MHz 的頻率下對應(yīng)于 1000 歐姆。在要過濾的頻段內(nèi)，磁珠的阻抗越高，通常應(yīng)該選擇的阻抗越大，超過600歐姆。

另外，在選擇磁珠時，還需要注意磁珠的磁通量。通常您需要降額 80%。在電源電路中使用時，要考慮直流阻抗對電壓降的影響。

       共模電感也是我們常用的強力元件之一，因為EMC面臨的問題大多是共模干擾。共模電感是以鐵氧體為核心的共模干擾抑制器件。尺寸。 , 匝數(shù)相同的線圈對稱地繞在同一個鐵氧體環(huán)形磁芯上，構(gòu)成一個4端器件。這抑制了共模信號的大電感，是差模信號。漏感影響不大。其原理是共模電流流過時磁環(huán)中的磁通重疊，具有相當(dāng)大的電感，會干擾共模電流，當(dāng)兩個線圈流過差模電流時，磁環(huán)自路徑相互抵消，電感很小，差模電流可以無阻尼地通過。因此，共模電感可以有效抑制平衡線路的共模干擾信號，不影響線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘枴?/p>

共模電感在制造時必須滿足以下要求：

1）繞在線圈鐵芯上的導(dǎo)線必須相互隔離，以防止線圈匝間在瞬時過電壓作用下發(fā)生短路故障。

2) 線圈吸收瞬間大電流時，磁芯不得飽和。

3）線圈的磁芯必須與線圈絕緣，防止兩者在瞬態(tài)過電壓作用下發(fā)生故障。

4）線圈盡量單層纏繞。這降低了線圈的寄生電容并增加了線圈施加瞬態(tài)過電壓的能力。

一般情況下，同時選擇頻段進(jìn)行濾波時要小心。共模阻抗越高越好，因此在選擇共模電感時，您應(yīng)該主要看基本器件數(shù)據(jù)。在阻抗頻率曲線上。另外還要注意差模阻抗對信號的影響，主要注意差模阻抗，特別注意高速端口。

三大兵器磁珠

       磁珠常用于產(chǎn)品數(shù)字電路的EMC設(shè)計過程。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金。這種材料具有高磁導(dǎo)率。它可以放置在電感器的線圈繞組之間。在高頻和高電阻下產(chǎn)生的電容小。鐵氧體材料通常用于高頻情況，因為它們具有低頻電感特性和極低的線路損耗。在高頻情況下，主要表現(xiàn)為電抗特性比，隨頻率變化。在實際應(yīng)用中，鐵氧體材料用作射頻電路中的高頻衰減器。實際上，鐵氧體相當(dāng)于并聯(lián)了一個電阻和一個電感。電阻在低頻時被電感短路，高頻時電感的阻抗非常高，以至于所有電流都流過電阻。 ..鐵氧體是一種將高頻能量轉(zhuǎn)化為熱能的消費類器件，熱能由其電阻特性決定。

鐵氧體磁珠比普通電感具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體耐高頻，可與品質(zhì)因數(shù)極低的電感相媲美，從而在相對較寬的頻率范圍內(nèi)保持高阻抗，提高高頻濾波效率。在低頻段，阻抗由電感的感抗組成。在低頻時，R 非常小，磁芯具有高導(dǎo)磁率，從而產(chǎn)生高電感。 L起主要作用，電磁干擾被反射抑制。此時磁芯損耗小，整個器件為低損耗、高Q電感。該電感容易產(chǎn)生共振，因此在低頻下，根據(jù)范圍，使用鐵氧體磁珠后干擾可能會增加。在高頻范圍內(nèi)，阻抗由電阻分量組成，隨著頻率的增加，磁芯的磁導(dǎo)率降低，電感的電感量減小，感抗分量減小。但是，此時磁芯的損耗變大，電阻成分變大，總阻抗變高。當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收，轉(zhuǎn)化為熱能并消散。

鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。例如，可以通過在印刷電路板上電源線的入口處添加鐵氧體抑制元件來消除高頻干擾。鐵氧體磁珠或磁珠專門用于抑制信號線和電源線中的高頻干擾和尖峰干擾，還具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

是否使用貼片磁珠或貼片電感主要取決于實際應(yīng)用。諧振電路需要貼片電感。如果您需要去除不需要的 EMI 噪聲，使用片式磁珠是選擇。片式磁珠和片式電感器的應(yīng)用： 片式電感器：射頻 (RF) 和無線通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達(dá)探測器、汽車電子、手機(jī)、尋呼機(jī)、音頻設(shè)備、PDA（個人數(shù)字助理）、無線遙控系統(tǒng)和低壓電源模塊等片珠：時鐘產(chǎn)生電路、模擬和數(shù)字電路之間的濾波、I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器（串口、并口、鍵盤、鼠標(biāo)、長途通信、局域網(wǎng)等）、射頻（RF） ) 電路 在對干擾敏感的邏輯器件之間，電源電路可消除計算機(jī)、打印機(jī)、錄像機(jī) (VCRS)、電視系統(tǒng)和手機(jī)中的高頻傳導(dǎo)干擾并降低 EMI 噪聲。

磁珠的單位是歐姆。這是因為磁珠的單位是標(biāo)稱的，取決于特定頻率下產(chǎn)生的阻抗，阻抗的單位也是歐姆。磁珠DATASHEET一般提供基于100MHz的頻率和阻抗特性曲線。例如，磁珠的阻抗在 100 MHz 的頻率下對應(yīng)于 1000 歐姆。在要過濾的頻段內(nèi)，磁珠的阻抗越高，通常應(yīng)該選擇的阻抗越大，超過600歐姆。

另外，在選擇磁珠時，還需要注意磁珠的磁通量。通常您需要降額 80%。在電源電路中使用時，要考慮直流阻抗對電壓降的影響。