1、EMI電源濾波器中鐵氧體磁環頻率特性的試驗發布時間：2007-3-28:57:58瀏覽次數：245隨著開關型電源在電子設備、通信設備、工業、電力系統及家用電器上的廣泛應用，其產生的電磁干擾也越來越嚴重。其電磁干擾可分為共模和差模兩種干擾，以傳導和輻射兩種方式傳播，其中在30MHz以下的共模干擾尤為突出，必須加以限制。在眾多抑制電磁干擾的方法中，EMI電源濾波器是很重要的一個組成部分。圖1是一個簡單的濾波電路，在這個濾波網絡中，電容Cx用于抑制差模干擾，共模電感L和電容Cy則主要抑制共模干擾。從安全角度出發，對流過濾波器接地端的電流（即泄漏電流）有所限制,因此電容Cy的容量不能選用太大（通常在幾

2、千pF左右），所以在1MHz以下的低頻范圍內的共模干擾主要由共模電感L來抑制。作為共模電感的磁芯，鐵氧體磁環以其高磁導率,低廉的價格被普遍采用，而鐵氧體磁環磁導率的頻率特性是決定共模阻流圈抑制干擾的一個關鍵因數。為此，我們選用幾何尺寸和磁導率相同，但頻率特性不同的兩種鐵氧體磁環抽樣進行相應的試驗。1.試驗樣品磁磁環種類磁環尺寸Emm磁導率樣品數f只實臉編號A50/250TK4H50_ANA4B-P50/25X20YK4H5O_B1B4表1AL值測試儀器TH2816型寬頻L尺匚叛字電橋磁環種類實驗堀號測試頻率life10jHelOOiHs150kHz單匝國感蚩(uEI)AH5O_A1勿.920.

3、9.22.518.3H50_A2：0.0?0.021.718.7H50_At0.020.0.21.618.0H50A4g：D3:嘆:510/.5EH5O_E1SO.720.511:乞S.1H50_3:g：l6?1.414.611.0H50_B加.g20.711.8S.3H50_B42：0.920.811.48.?(1)用寬頻LRC數字電橋測量其AL值(單匝電感量)，見表1。(2)用網絡頻譜分析儀分別測量其單匝共模線圈的Ls,XL,Rs,IZI,IL的頻率特性曲線,見表2。J9I0UH.、LtU!串聯電感UHIk.VL.CV.*、*1用:E-4BIOJG-命聯電感lj3.分析:電源濾波器對干擾的

4、抑制性能是以插入損耗IL的dB數來表示的，其中共模線圈的抑制干擾可用圖3中的等效電路表示。圖中，Zs=干擾源阻抗；ZR-負載阻抗；IZI=共模線圈的阻抗。r一圏=5共模線圈抑制干擁等效電路LzH5r一圏=5共模線圈抑制干擁等效電路LzH5圉4單匝共模線圈弭制干拭等效電躋Ca為共模線圈的分布電容，容量與繞線的線徑、根數及繞組的圈數、疊加的程度有關，一般來講，圈數越多，疊加的程度越高，分布電容的容量也越大。在這里，由于我們只測試單匝繞組，所以Ca很小可忽略不記。這樣，單匝共模線圈抑制干擾可看成圖4等效電路。單匝共模線圈的插入損耗其中；XL=jLs=jL0u；Rs=LOu；=2nfu為鐵氧體磁芯磁導

5、率的實部；u為鐵氧體磁芯磁導率的虛部；L0為空心電感的電感量。從中可知，共模線圈的總阻抗是由鐵氧體磁芯磁導率的實部u和虛部u兩部分組成的，u構成磁芯的電感，而u代表磁芯的損耗。兩者的頻率特性決定了共模線圈對不同頻率干擾的抑制能力。從表1中的AL值和表2中的Ls值可以看出，兩種磁環的電感量在低頻范圍內基本保持不變，隨著頻率的增高，至一個轉折頻率達到最大，然后迅速下降，A類磁環的轉折頻率比B類磁環的轉折頻率要高。表2中Rs值在低頻時很低，隨著頻率的增高而增加，至一個轉折頻率達到最大。綜合的比較表2中XL,Rs,IZI的頻率特性曲線，可以得到這樣的結論，在低頻段，磁導率的u對IZI起主要作用，而u對IZI的影響很小，當頻率超過u的轉折頻率后,線圈的總阻抗IZI是由磁芯的實部U和虛部u共同合成的。1l.m&CM/FlE；kiIESDI.C-2.Crt.CW.ID.3D.JC-.tt-.BI2兇EID如D葩5兩種磯環工L值頻皓強集比較從一個理想的抑制角度來講，要求共模線圈在干擾頻段內都能有很大的阻抗，由于共模干擾的頻段很寬，所以是不可能完全實現的。在應用中，可根據共模干擾能量主要集中頻段來選用何種磁環作為共模線圈的磁芯。在實驗中我們看出，A類磁環在100kHz500kHz頻段內對共模干擾的抑制能力比B類磁環要好，這點可從圖5兩種磁環IL值頻