1簡介

電子設備輻射和泄漏的電磁波不僅嚴重干擾其他電子設備正常工作,導致設備功能紊亂、傳輸錯誤、還威脅著人類的健康與安全,危害非常大。因此降低電子設備的電磁干擾(EMI)已經是必須考慮的問題。
不同種類的磁環

  不同種類的磁環

2吸收

吸收磁環,又稱鐵氧體磁環,簡稱磁環。它是電子電路中常用的抗干擾元件,對於高頻雜訊有很好的抑制作用,一般使用鐵氧體材料(Mn-Zn)製成。磁環在不同的頻率下有不同的阻抗特性,一般在低頻時阻抗很小,當信號頻率升高磁環表現的阻抗急劇升高。大家都知道,信號頻率越高,越容易輻射出去(要買優質的電腦機箱也是要減小電磁泄漏),而一般的信號線都是沒有屏蔽層的,那麼這些信號線就成了很 好的天線,接收周圍環境中各種雜亂的高頻信號,而這些信號疊加在本來傳輸的信號上,甚至會改變原來傳輸的有用信號。那麼在磁環作用下,使正常有用的信號很好的通過,又能很好的抑制高頻干擾信號的通過,而且成本低廉。所以大家在顯示器信號線,USB連接線,甚至高檔鍵盤、滑鼠上看的塑料疙瘩型的一體式磁環就不足為奇了。

3匝數選擇

將整束電纜穿過一個鐵氧體磁環就構成了一個共模扼流圈,根據需要,也可以將電纜在磁環上面繞幾匝。匝數越多,對頻率較低的干擾抑制效果越好,而對頻率較高的雜訊抑制作用較弱。在實際工程中,要根據干擾電流的頻率特點來調整磁環的匝數。通常當干擾信號的頻帶較寬時,可在電纜上套兩個磁環,每個磁環繞不同的匝數,這樣可以同時抑制高頻干擾和低頻干擾。從共模扼流圈作用的機理上看,其阻抗越大,對干擾抑制效果越明顯。而共模扼流圈的阻抗來自共模電感Lcm=jwLcm,從公式中不難看出,對於一定頻率的雜訊,磁環的電感越大越好。但實際情況並非如此,因為實際的磁環上還有寄生電容,它的存在方式是與電感並聯。當遇到高頻干擾信號時,電容的容抗較小,將磁環的電感短路,從而使共模扼流圈失去作用。

4如何識別

圖中$的是初級電流的波形,其他兩個是次級電壓波形:
圖

  圖

箭頭所指之處就是飽和點,大家可以看到,在到達飽和以後,次級的電壓幾乎降到零了,這就是飽和以後,變壓器就失去耦合的作用了,等於是一組空線圈了!電流在增加,可是感應電壓卻幾乎降到0了!
圖

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從左向右數的第一組箭頭所指之處是進入飽和點,大家可以看到$的電流向反方向逐漸增大,進入保護點后,藍色的和綠色的次級線圈的電壓波形幾乎是0了,說明變壓器已經沒有耦合了,已經進入了飽和區了,次級沒有電壓,意味著三極體沒有驅動信號,考問大家一下,這時兩個三極體處於什麼狀態?
結合波形,做如下假設:1.假設藍色波形是上管線圈,流向是流出基極;2.假設綠色波形是下管線圈,流向是流向基極;3.電流向是流向燈管。
第一個拐點:上管開始進入導通,下管開始退出導通。初級線圈電流逐步增大,導入陰極電流趨向反向最大。
第二個拐點:上管徹底進入導通,下管徹底進入截止。初級線圈電流開始正向增大,導入陰極電流已經經過反向最大值,開始向正向最大過渡。
第三個拐點:上管開始退出導通,下管開始進入導通。初級線圈電流逐步增大,導入陰極電流趨向正向最大。
次圈電流波形中的平滑段是兩管子交替導通的死區時間。實際情況下,兩個次圈的電流在電流流向定義相同時,波形應該是互為反相的。

5檢驗方法


  1 磁環外觀可在正常光照條件下用目測法檢查。
  2 磁環的外形尺寸用精度為0.02mm的遊標卡尺在正常光照條件下進行檢驗。
  3 磁環的綜合因子用「CF-3A型磁環分選儀」測量,激勵電流設定為2.5A,頻率40KHz。
  4 磁環的4圈電感量用「YD2810D型LCR數字電橋」在1 KHz頻率下進行測量。
  5 磁環的感生電動勢用「UI100型高頻功率源」和「UI9720磁性材料動態分析系統」在規定條件下,進行測量。6 磁環居里點用「YD2810D型LCR數字電橋」和精密烘箱進行測量。

6選用


  不同的磁材會有不同的磁導率,不同的溫度特性。其中溫度特性是最重要的,因為一支節能燈在工作中,磁環必須經歷常溫、高溫(高達 100℃)、低溫,然後在高溫當中恆定工作。但是,不同材料的溫度曲線會有很大的差別,磁導率低的會在前半端呈現得比較平坦,磁導率較高的會顯得比較陡峭;不同的溫度里,飽和磁感應強度BS 的變化也會不同,假設在常溫下 3K 材料的 BS 值為 200,但是在 100℃時BS 值會上升至 300.同樣在常溫下 2.5K 材料的BS 值為200,但是在100℃時BS 值才只有250。 溫度的變化會引起BS 值u、H、HC 的變化;BS 值的變化會引起節能燈線路工作狀態的變化;BS 值升高會引起三極體得到的驅動電流降低。因此,在110V 的線路中,如果選取用了BS 值在高溫時變化比較大的磁環,便會引發燈在高溫時,關掉再馬上打開,燈便不能啟動了;燈管兩端燈絲髮紅,因為燈管不能啟動;功率會是額定功率的兩倍。另由於燈管不能正常啟動,兩端燈絲的溫度便會升得很高(將近300℃以上)這樣便會把塑料件燒掉。 若選用了 BS 值隨溫度變化不大的磁環,即磁導率不高的磁環,便可解決上述問題。但磁導率的高和低又有另外一個問題需考慮:就是它的損耗問題,一般磁導率高的象 5K、10K 的磁環,它的損耗都很小,做成成品脈衝變壓器后,因為它的磁路阻抗比較小,延遲時間也比較小,它的輸出波型可以做得很好,但它適應上述溫度問題時就顯得力不從心;選用磁導率較低時,它的表面性能雖不及 5K、10K 的好,但它不會出現燈啟動時不能啟動的現象。 江門粉末2.5K磁環適宜做110V直接驅動的燈;志通電子3K磁環適宜做220V的燈。為什麼呢?原因是110V 直接驅動電路容易引發熱啟動問題;而220V 電路沒有熱啟動問題。江門粉末的磁環對溫度的干擾變化不大,而 220V 的節能燈需要在高溫時適當把功率降下來,就需要適當減小三極體的驅動電流,避免燈在高溫,高壓時燒掉。 假設溫度升高,三極體的放大倍數升高,電流升高,燈功率加大。這時就需要把功率適當調節下來,選用志通 3K 磁環,它對溫度的升高比較敏感,溫度升高時BS 跟著升高,三極體的驅動電流減小,燈功率降低,保證溫升和燈功率的矛盾。

7抗干擾


  磁環是電子電路中常用的抗干擾元件, 對於高頻雜訊有很好的抑制作用, 一般使用鐵磁環在不同的頻率下有不同的阻抗特性,一般在低頻時阻抗很小,當信號頻率升高磁大 家都知道,信號頻率越高,越容易輻射出去(要買優質的電腦機箱也是要減小電磁泄漏),而一般 的信號線都是沒有屏蔽層的,那麼這些信號線就成了很 好的天線,接收周圍環境中各種雜亂的高 頻信號,而這些功率電感-磁環線圈-色環電感-貼片電感-磁珠電感-變壓器-疊層電感-電子新聞 信號疊加在本來傳輸的信號上,甚至會改變原來傳輸的有用信號.那麼在磁環作用下,使正常有用 的信號很好的通過,又能很好的抑制高頻干擾信號的通過。
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