抗电磁干扰片式铁氧体磁珠的原理及其应用抗电磁干扰片式铁氧体磁珠的原理及其应用.pdf

抗电磁干扰片式铁氧体磁珠知识 抗电磁干扰片式铁氧体磁珠的原理及其应用 1 前言 电磁干扰（Electro-Magnetic-Interference，EMI）系指电子设备不需要的电磁或噪声信号对需要的电磁 信号的干扰。而今电磁干扰（EMI）对电子系统已构成最大威胁，严重影响了设备性能的提高与发挥，还对公 共环境和人类的人身安全以及军事必威体育官网网址、国防安全造成了很大的危害。因此研究和开发抗电磁干扰的技术则是 当务之急，现已成为世界各国极为重要的一个课题。 形成电磁干扰的主要因素是干扰源、传播途径和受扰设备三大方面。所以，抗电磁干扰的技术也应该从这 三大因素着手来开发。首先应该抑制干扰源，消除产生干扰的直接原因；其次是消除干扰源和受扰设备之间的 耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三则是提高受扰设备的抗扰能力，降低对干扰的敏感度。目前抑制 干扰的几种措施基本上都是采用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，基本方法就是屏蔽、接地和滤波。 而滤波技术是目前抑止电磁干扰最常见、最有效、也是最经济的一种手段。因为运用滤波技术的方法非常简单， 只要在电气设备电源线的入口处插入抗 EMI 滤波器，即可以把通过电源线传导的电磁干扰信号给予有效地抑 制：它既能抑制电气设备内部产生的电磁干扰，又能抑制外界电网传入的电磁干扰。然而一个更为简单而有效 的方法可在有源和无源电子元器件的引线上套上一些很小的管形或环形的软磁铁氧体磁芯，利用铁氧体材料的 电磁损耗机理既简便又有效地消除传导和辐射的电磁噪声。这种套在引线上的铁氧体小管或小环像似一串珍 珠，故给它一个很形象化的名称叫磁珠（Bead），其应用更为广泛。 国外一些著名的电子元器件公司，如美国的 AEM 公司、科翔磁环等公司，为满足系统小型化的需求，在 二十世纪 90 年代先后已开发了片式磁珠（Chip Bead）和片式电感器（Chip Inductor）来满足 SMT 电路的 需求。实际上，磁珠就是一个填充铁氧体磁芯的电感器，利用它的阻抗在高频下迅速增加的特性和磁性材料的 电磁损耗机理来抑制和吸收其高频噪声，以达到抗电磁干扰的目的。 2 抗电磁干扰的铁氧体技术 在滤波电路中，采用的多种滤波元件，如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环，它们能够改善电路的滤 波特性。恰当地设计或选择滤波器，并正确地安装和使用滤波器，是抗干扰技术的重要组成部分。铁氧体磁芯 和磁环是用铁氧体抗电磁干扰材料作成的，因而形成了抗电磁干扰的铁氧体技术。 美国在二十世纪 70 年代就开始了铁氧体抗电磁干扰材料的研制，目前已能生产各类抗电磁干扰材料和器 件。美国陶瓷-磁性公司主要产品集中在 NiZn 铁氧体材料方面，通过铁氧体的复数磁导率与频率的关系，改 变不同成分配方以及掺杂来实现铁氧体阻抗的频率特性和衰减频域，从而制成宽频域抗 EMI 铁氧体材料和各 种滤波器。美国 STEWARD 公司，FILTER CONECPTS 公司分别研制成功数个系列的抗 EMI 软磁材料，并应用于 IBM 公司、ZENITH 公司和 MOTOROLA 公司的各种微型计算机、数字设备以及 ATT 信息系统上，取得了良好的 效果。同时，也大量用于军用电子装备上，并更加完善。日本 TDK 公司有几大类抗 EMI 材料研制成功，也主 要用于 PC 联网、数字设备中。科翔磁环公司则集中于 MMIC 及 IC 用抗电磁干扰滤波器材料及器件的开发。 我国也始于二十世纪 80 年代，主要在软磁铁氧体材料和器件方面。现在国内市场上已有抗 EMI 材料、 抗 EMI 元件、抗 EMI 滤波器大量面世，而用磁性和陶瓷材料制备的复合材料作为新型的抗电磁干扰材料正在 开发出来，并获得广泛应用。 3 片式铁氧体磁珠的基本原理 抗电磁干扰片式铁氧体磁珠知识 抗电磁干扰片式铁氧体磁珠知识 磁珠，实质上虽然是一个电感器，但在功能、作用与组成上也是有它的特点的。电感的基本功能是电路谐 振和扼流电抗。主要应用于电源电路、时钟发生电路、射频（RF）和无线通讯、无线遥控系统等场合。磁珠的 主要功能是消除存在于线路中的 RF 噪声，扮演着高频电阻（衰减器）的角色，它允许直流信号通过，却能滤 除 30MHZ以上的高频信号，主要应用于模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O（输入/输出）端口电路，射频（RF） 电路和易受干扰的逻辑设备之间，电源电路以及需要抑制 EMI 等场合。 磁珠的作用主要是在高频率下利用电感成分反射噪声，利用电阻成分把噪音转换成热量，由此起到抑制噪 声的作用。使用时，只要直接插入信号线、电源线中就以通过吸收、反射来实现抑制噪