片式电磁搅扰对策元件的特征及其应用(2)[新版].doc

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13、企业~T]登陆网上办公室个人川户注册企业免费注册片式电磁干扰对策元件的特性及其应用（2）王彦伶，陈福厚，张药西（七星华电科技集团飞行电子总公司，北京100015）3片式扼流扼流圈在抑制电磁干扰屮具有十分重要的作用，已有多年的历史，品种繁多,几乎在所有的电子、电力产品屮都离不开它。随着SMT型电路的广泛应用，近年来片式扼流圈飞速发展起来，成为现代电脑、移动通信、网络、数字音/像电子产品等小不可缺少的EMI抑制元件，具有广阔的应用和发展前

14、景。3.1扼流圈的基本特性任何1个电感器都可以看作是1个扼流圈,因为其阻抗随频率的丄升儿乎是线性地增加，从而可以抑制高频噪声。例如本文第一部份介绍过的铁氧体磁珠就是这样。然而在某些情况下，1个电感器或磁珠的阻抗特性满足不了抑制噪声的要求，于是人们设计制造了各种特征的扼流圈来满足不同场合的需求。众所周知,线路屮的电磁干扰电流可分为共模(Commonmode)干扰和差模(Differentialmode)干扰两种。共模干扰的干扰电流在电缆屮的所有导线上流动的方向是相同的，是在这些导线与“地''之间形成的冋路屮流动的;而差模干扰的干扰电流则是在信号线与信号“地”线之间的冋路屮流动的。图

15、8描述了这种情况。咲声源二卜’■T岱生电容(a)差模噪声(b)共模噪声图8共模干扰与差模干扰的干扰电流图共模干扰一般是由來自外界或电路其它部份的干扰电磁波在电缆与“地”的回路屮感应产生的，有时由于电缆两端部位的接“地”电位不同，也会产生共模干扰。它对电磁兼容的危害很大，一方面，共模干扰会使电缆线向外发射出强烈的电磁辐射，干扰电路的其它部份或周边电子设备;另-•方面，如果电路不平衡，在电缆屮不同导线上的共模干扰电流的幅度、相位发生差异吋，共模干扰则会转变成差模干扰，将严重影响正常信号的质量，所以人们都在努力抑制共模干扰。差模干扰主要是电路屮其它部份产生的电磁干扰经过传导或耦合的途径

16、进入信号线回路，如高次谐波、自激振荡、电网干扰等。由于差模干扰电流与正常的信号电流同吋、同方向在回路屮流动，所以它对信号的干扰是严重的，必须设法抑制。综丄所述可知，为了达到电磁兼容的要求，对共模干扰和差模干扰都应设法抑制。为了有效地抑制共模与差模干扰，人们设计制造了共模扼流圈、差模扼流圈和双模(共模/差模)扼流圈。图9表示出共摸扼流圈的基本结构和工作原理。它是在1个磁芯上绕制两个完全相同的线圈，但绕制方向相反。如图9(a)所示，为差模电流流过吋,两个线圈所产生的磁力线方向相反，相互抵消，因而在大电流下磁芯也不致饱和，而且对差模信号的阻抗是很低的，这一特征是很重要的仮之，半共模电流

17、流过时，如图9(b)所示,两个线圈所产生的磁力线方向相同,相互叠加，所以对共模信号的阻抗相为高,因而对共模干扰起到了有力的抑制作用。这就是说，1个共模扼流圈在有效地对共模干扰进行抑制吋，对有用的信号(信号都是差模传输)影响却很小，而且其阻抗随频率上升曲线的形态比较陡峭，即若将它看作1个低通滤波器时，其形态因子(shapefactor)较高，因而即便是信号频率与噪声频率相当临近戻至在相同频带时，它仍然能够很好地抑制共模噪声，而对信号不产生明显的影响，而且不易饱和。这些性能就是共模扼流圈的基本特征。2个绕细的磁场方向•致，会产生俺场(a)差模电流情况(b)共模电流情况图9共模扼流圈的

18、基本结构应当指出,上面所述的只是理想情况。实际上有差模电流时，磁芯上绕制的两个线圈所产生的磁力线在磁芯内部不可能完全抵消，因血存在差模磁通，在大电流时仍会造成磁芯的饱和。所以，在使用共模扼流圈时，应将差模电流Id限制在NBmaxA/Ld以内，其屮N为线圈匝数,Bmax是磁芯所能承受的最大磁感应强度,A为磁芯截面积,Ld为差模电感（将两个绕组申联后测出的电感，见本文）。此外，在线圈的外部，空间磁力线发散出去，将造成辐射干扰，也是必须关注的问题。差模扼流圈是在同1磁芯JL绕制2个完全相同的线圈，绕制方向相同。这两个线圈分别串接在信号线和信号“地"线上。从原理丄讲，差模扼流圈与采用2个

19、单个的电感器的效果是一致的。但差模扼流圈仅使用1个磁芯，因而它与2个单个的电感器相比较，具有结构紧凑、体积小、使用方便、节省PCB面积和提高安装速度的优点。双模扼流圈（共模/差模扼流圈）是由1个共摸扼流圈和1个差模扼流圈串联而成，综合了二者的特征。在某些情况，需要使用这种元件才能达到满意的EMI抑制效果。木文后面将予以介绍。本文第一-部份屮介绍过的磁珠在很多场合可以用来抑制共模干扰和差模干扰，而且体积小、价格低、使用方便，但它有不足之处，如其形态因子较小，因而当信号频率与噪声频率