抗干擾磁環(huán)的原理，作用使用方法
2019-06-22抗干擾磁環(huán)定義
電磁兼容性（ElectromagneTIc CompaTIbility）縮寫EMC，就是指某電子設(shè)備既不干擾其它設(shè)備，同時(shí)也不受其它設(shè)備的影響。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣，是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。安全性涉及人身和財(cái)產(chǎn)，而電磁兼容性則涉及人身和環(huán)境保護(hù)。
抗干擾磁環(huán)的原理與作用
數(shù)碼設(shè)備傳輸線帶有一根圓柱形的東西。這個(gè)是什么呢？是磁環(huán)，抗干擾磁環(huán)，或者說吸收磁環(huán)、鐵氧體磁環(huán)。
為什么要設(shè)置抗干擾磁環(huán)？電腦機(jī)箱內(nèi)的主板、CPU、電源、及IDE數(shù)據(jù)線都工作于很高的頻率狀態(tài)下，所以導(dǎo)致機(jī)箱里存在著大量的空間雜散電磁干擾信號(hào)，而信號(hào)強(qiáng)度也是機(jī)箱外的數(shù)倍至數(shù)十倍！沒有磁環(huán)的USB線在這個(gè)空間內(nèi)沒有采取屏蔽措施，那么這些USB線就成了很好的天線，接收周圍環(huán)境中各種雜亂的高頻信號(hào)，而這些信號(hào)疊加在本來傳輸?shù)男盘?hào)上，甚至?xí)淖冊瓉韨鬏數(shù)挠杏眯盘?hào)，容易出現(xiàn)問題。
為了提高傳輸速率及穩(wěn)定性，也為了減小傳輸線在傳送數(shù)據(jù)時(shí)對其他設(shè)備，如聲卡的干擾，設(shè)計(jì)了靜電屏蔽層。這個(gè)屏蔽層是由一個(gè)較薄的金屬箔片或者是多股細(xì)銅絲編織成網(wǎng)狀做成，應(yīng)用的是靜電場的表面效應(yīng)原理。也就是將數(shù)據(jù)傳送線的外表面包上一層金屬膜，并將這個(gè)屏蔽層與機(jī)箱進(jìn)行接地，就可以很好地將數(shù)據(jù)線與空間干擾信號(hào)隔離！
吸收磁環(huán)，又稱鐵氧體磁環(huán)，常用于可拆卸的分離時(shí)磁環(huán)，它是電子電路中常用的抗干擾元件，對于高頻噪聲有很好的抑制作用，一般使用鐵氧體材料（Mn-Zn）制成。磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一般在低頻時(shí)阻抗很小，當(dāng)信號(hào)頻率升高磁環(huán)表現(xiàn)的阻抗急劇升高。使正常有用的信號(hào)很好的通過，又能很好的抑制高頻干擾信號(hào)的通過，而且成本低廉。 鐵氧體抗干擾磁心特性
鐵氧體抗干擾磁心是近幾年發(fā)展起來的新型的價(jià)廉物美的干擾抑制器件，其作用相當(dāng)于低通濾波器，較好地解決了電源線，信號(hào)線和連接器的高頻干擾抑制問題，而且具有使用簡單，方便，有效，占用空間不大等一系列優(yōu)點(diǎn)，用鐵氧體抗干擾磁心來抑制電磁干擾（EMI）是經(jīng)濟(jì)簡便而有效的方法，已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)等各種軍用或民用電子設(shè)備。
鐵氧體是一種利用高導(dǎo)磁性材料滲合其他一種或多種鎂、鋅、鎳等金屬在2000℃燒聚而成， 在低頻段，鐵氧體抗干擾磁心呈現(xiàn)出非常低的感性阻抗值，不影響數(shù)據(jù)線或信號(hào)線上有用信號(hào)的傳輸。而在高頻段，從10MHz左右開始，阻抗增大，其感抗分量仍保持很小，電阻性分量卻迅速增加，當(dāng)有高頻能量穿過磁性材料時(shí)，電阻性分量就會(huì)把這些能量轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉。這樣就構(gòu)成一個(gè)低通濾波器，使高頻噪音信號(hào)有大的衰減，而對低頻有用信號(hào)的阻抗可以忽略，不影響電路的正常工作。
EMI 吸收環(huán) / 珠是一種用鐵氧體制成的元件，是一種吸收損耗型元件。其特性表現(xiàn)為：吸收高頻信號(hào)并將吸收的能量轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，從而達(dá)到抑制高頻干擾信號(hào)沿導(dǎo)線傳輸?shù)哪康?，其等效阻抗中電阻值分量是頻率的函數(shù)，隨著頻率而變化。
EMI 吸收環(huán) / 珠有效頻段為 2 1000MHz ，性能最佳頻段則為 5 200MHz ，在此頻段吸收阻抗維持為一個(gè)常數(shù)。
EMI 吸收環(huán) / 珠選擇時(shí)要注意：通過電流大小正比于元件體積，兩者失調(diào)，易造成飽和，降低元件性能，避免飽和的有效方法是將電源的兩根線（正、負(fù)或火、地）同時(shí)穿過一個(gè)磁環(huán)。磁環(huán)在使用中還有一個(gè)較好的方法是讓穿過磁環(huán)的導(dǎo)線反復(fù)串幾下，一來可提高穿過環(huán)的面積，增加等效吸收長度，二來充分利用磁環(huán)具有磁滯特點(diǎn)，改善低端特性。 它的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似。其電磁性能與添加金屬成分以及燒結(jié)過程中的時(shí)間，溫度與氣體成分有關(guān)。分裝式磁環(huán)，要盡可能選用內(nèi)徑較小的，長度較長的磁環(huán)，同時(shí)，磁環(huán)一定要緊緊包住電纜，即磁環(huán)的內(nèi)徑尺寸要與電纜的外徑尺寸緊密配合。
為什么要設(shè)置抗干擾磁環(huán)？
電腦機(jī)箱內(nèi)的主板、CPU、電源、及IDE數(shù)據(jù)線都工作于很高的頻率狀態(tài)下，所以導(dǎo)致機(jī)箱里存在著大量的空間雜散電磁干擾信號(hào)，而信號(hào)強(qiáng)度也是機(jī)箱外的數(shù)倍至數(shù)十倍！吸收磁環(huán)，又稱鐵氧體磁環(huán)，常用于可拆卸的分離式磁環(huán)，它是電子電路中常用的抗干擾元件，對于高頻噪聲有很好的抑制作用，一般使用鐵氧體材料（Mn－Zn）制成。
磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一般在低頻時(shí)阻抗很小，當(dāng)信號(hào)頻率升高磁環(huán)表現(xiàn)的阻抗急劇升高。使正常有用的信號(hào)很好的通過，又能很好的抑制高頻干擾信號(hào)的通過，而且成本低廉。 鐵氧體是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金，它的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似，顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中經(jīng)常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料，許多廠商都提供專門用于電磁干擾抑制的鐵氧體材料。
這種材料的特點(diǎn)是高頻損耗非常大，具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。對于抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的性能參數(shù)為磁導(dǎo)率μ和飽和磁通密度Bs。磁導(dǎo)率μ可以表示為復(fù)數(shù)，實(shí)數(shù)部分構(gòu)成電感，虛數(shù)部分代表損耗，隨著頻率的增加而增加。因此，它的等效電路為由電感L和電阻R組成的串聯(lián)電路，L和R都是頻率的函數(shù)。當(dāng)導(dǎo)線穿過這種鐵氧體磁芯時(shí)，所構(gòu)成的電感阻抗在形式上是隨著頻率的升高而增加，但是在不同頻率時(shí)其機(jī)理是完全不同的。
不同的鐵氧體抑制元件，有不同的最佳抑制頻率范圍。通常磁導(dǎo)率越高，抑制的頻率就越低。此外，鐵氧體的體積越大，抑制效果越好。在體積一定時(shí)，長而細(xì)的形狀比短而粗的抑制效果好，內(nèi)徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下，還存在鐵氧體飽和的問題，抑制元件橫截面越大，越不易飽和，可承受的偏流越大。
EMI吸收磁環(huán)/磁珠抑制差模干擾時(shí)，通過它的電流值正比于其體積，兩者失調(diào)造成飽和，降低了元件性能；抑制共模干擾時(shí)，將電源的兩根線（正負(fù)）同時(shí)穿過一個(gè)磁環(huán)，有效信號(hào)為差模信號(hào)，EMI吸收磁環(huán)/磁珠對其沒有任何影響，而對于共模信號(hào)則會(huì)表現(xiàn)出較大的電感量。磁環(huán)的使用中還有一個(gè)較好的方法是讓穿過的磁環(huán)的導(dǎo)線反復(fù)繞幾下，以增加電感量?？梢愿鶕?jù)它對電磁干擾的抑制原理，合理使用它的抑制作用。
鐵氧體抑制元件應(yīng)當(dāng)安裝在靠近干擾源的地方。對于輸入／輸出電路，應(yīng)盡量靠近屏蔽殼的進(jìn)、出口處。對鐵氧體磁環(huán)和磁珠構(gòu)成的吸收濾波器，除了應(yīng)選用高磁導(dǎo)率的有耗材料外，還要注意它的應(yīng)用場合。它們在線路中對高頻成分所呈現(xiàn)的電阻大約是十至幾百Ω，因此它在高阻抗電路中的作用并不明顯，相反，在低阻抗電路（如功率分配、電源或射頻電路）中使用將非常有效。 結(jié)論：
由于鐵氧體可以衰減較高頻同時(shí)讓較低頻幾乎無阻礙地通過，故在EMI控制中得到了廣泛地應(yīng)用。用于EMI吸收的磁環(huán)/磁珠可制成各種的形狀，廣泛應(yīng)用于各種場合。如在PCB板上，可加在DC/DC模塊、數(shù)據(jù)線、電源線等處。它吸收所在線路上高頻干擾信號(hào)，但卻不會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生新的零極點(diǎn)，不會(huì)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
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抗干擾磁環(huán)使用方法
EMI吸收磁環(huán) EMI吸收磁環(huán)常用于抑制電源線、信號(hào)線上的干擾，同時(shí)還具有吸收靜電脈沖能力。
1、直接套在一根或一束電源、信號(hào)線上，為了增加干擾吸收能量，可反復(fù)多繞幾圈；
2、帶有安裝夾的EMI磁環(huán)，適用于補(bǔ)償式的抗干擾抑制；
3、可以方便的夾在電源線、信號(hào)線上；
4、靈活，可重復(fù)使用安裝；
5、自帶卡式固定，不影響設(shè)備的整體形象
