EMI電源濾波器中鐵氧體磁環(huán)頻率特性的試驗(yàn)

1、EMI電源濾波器中鐵氧體磁環(huán)頻率特性的試驗(yàn)發(fā)布時(shí)間：2007-3-28:57:58瀏覽次數(shù)：245隨著開(kāi)關(guān)型電源在電子設(shè)備、通信設(shè)備、工業(yè)、電力系統(tǒng)及家用電器上的廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)生的電磁干擾也越來(lái)越嚴(yán)重。其電磁干擾可分為共模和差模兩種干擾，以傳導(dǎo)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(gè)組成部分。圖1是一個(gè)簡(jiǎn)單的濾波電路，在這個(gè)濾波網(wǎng)絡(luò)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(fā)，對(duì)流過(guò)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(nèi)的共模干擾主要由共模電感L來(lái)抑制。作為共模電感的磁芯，鐵氧體磁環(huán)以其高磁導(dǎo)率,低廉的價(jià)格被普遍采用，而鐵氧體磁環(huán)磁導(dǎo)率的頻率特性是決定共模阻流圈抑制干擾的一個(gè)關(guān)鍵因數(shù)。為此，我們選用幾何尺寸和磁導(dǎo)率相同，但頻率特性不同的兩種鐵氧體磁環(huán)抽樣進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。1.試驗(yàn)樣品磁磁環(huán)種類磁環(huán)尺寸Emm磁導(dǎo)率樣品數(shù)f只實(shí)臉編號(hào)A50/250TK4H50_ANA4B-P50/25X20YK4H5O_B1B4表1AL值測(cè)試儀器TH2816型寬頻L尺匚叛字電橋磁環(huán)種類實(shí)驗(yàn)堀號(hào)測(cè)試頻率life10jHelOOiHs150kHz單匝國(guó)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(shù)字電橋測(cè)量其AL值(單匝電感量)，見(jiàn)表1。(2)用網(wǎng)絡(luò)頻譜分析儀分別測(cè)量其單匝共模線圈的Ls,XL,Rs,IZI,IL的頻率特性曲線,見(jiàn)表2。J9I0UH.、LtU!串聯(lián)電感UHIk.VL.CV.*、*1用:E-4BIOJG-命聯(lián)電感l(wèi)j3.分析:電源濾波器對(duì)干擾的

4、抑制性能是以插入損耗IL的dB數(shù)來(lái)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(fù)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(shù)及繞組的圈數(shù)、疊加的程度有關(guān)，一般來(lái)講，圈數(shù)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(cè)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(dǎo)

5、率的實(shí)部；u為鐵氧體磁芯磁導(dǎo)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(dǎo)率的實(shí)部u和虛部u兩部分組成的，u構(gòu)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(duì)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(huán)的電感量在低頻范圍內(nèi)基本保持不變，隨著頻率的增高，至一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率達(dá)到最大，然后迅速下降，A類磁環(huán)的轉(zhuǎn)折頻率比B類磁環(huán)的轉(zhuǎn)折頻率要高。表2中Rs值在低頻時(shí)很低，隨著頻率的增高而增加，至一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率達(dá)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(jié)論，在低頻段，磁導(dǎo)率的u對(duì)IZI起主要作用，而u對(duì)IZI的影響很小，當(dāng)頻率超過(guò)u的轉(zhuǎn)折頻率后,線圈的總阻抗IZI是由磁芯的實(shí)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(huán)工L值頻皓強(qiáng)集比較從一個(gè)理想的抑制角度來(lái)講，要求共模線圈在干擾頻段內(nèi)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(shí)現(xiàn)的。在應(yīng)用中，可根據(jù)共模干擾能量主要集中頻段來(lái)選用何種磁環(huán)作為共模線圈的磁芯。在實(shí)驗(yàn)中我們看出，A類磁環(huán)在100kHz500kHz頻段內(nèi)對(duì)共模干擾的抑制能力比B類磁環(huán)要好，這點(diǎn)可從圖5兩種磁環(huán)IL值頻