电感与磁珠的区别以及在EMC的作用

电感与磁珠的区别以及在EMC的作用

  • 电感的定义和特性
  • 电感的频率特性
  • 噪声对策方法
  • 电感的直流叠加饱和
  • 绕组型电感的特性

电感的定义和特性

电感是能够把电能转化为磁能而存储起来的元器件。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。电感器又称扼流器、自电抗器、动态电抗器。
首先,电感(线圈)具有以下基本特性,称之为“电感的感性电抗”
直流基本上直接流过。—“通直流”
“阻交流”对于交流,起到类似电阻的作用。—“阻交流”
频率越高越难通过。

电感的频率特性

在这里插入图片描述
在理想电感器中,阻抗随着频率的提高而呈线性增加,但在实际的电感器中,如等效电路所示,并联存在寄生电容EPC因而会产生自谐振现象。
所以,到谐振频率之前呈现电感本来的感性特性(阳抗随着频率升高而增加),但谐振频率之后寄生电容的影响占主导地位,呈现出容性特性(阻抗随着频率升高而减小)。也就是说,在比谐振频率高的频率范围,不发挥作为电感的作用。
电感的谐振频率可通过上述公式求得。除了主体是电容量还是电感量的区别外,该公式与电容的谐振频率公式基本相同。从公式中可以看出,电感值L变小时谐振频率会升高。
电感的寄生分量中,除了寄生电容EPC之外,还有电感绕组的电阻分量ESR(等效串联电阻)、与电容并联存在的EPR(等效并联电阻)。电阻分量会限制谐振点的阻抗。

噪声对策方法

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电感和铁氧体磁珠的阻抗特性虽然铁氧体磁珠被归类为电感。但其频率-阴抗特性与普通电感不同。铁氧体磁珠与普通电感相比,具有电阻分量R较大、Q值较低的特性。利用该特性可消除噪声。

电感的直流叠加饱和

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普通的电感可容许较大的直流叠加电流,只要在其范围内,阻抗不怎么受直流电流的影响,谐振点也几乎不变。相比之下,铁氧体磁珠对于直流电流容易饱和,饱和会导致电感值下降,谐振点向高频段转移。这会导致滤波器特性变化,因此需要特别注意。

绕组型电感的特性

①绕组型电感:构成滤波器
下面是关于使用了电感的“型滤波器的介绍。在低频段,因电感和电容而发挥低通滤波器的作用。到了高频段,由于电感会变现为电容、电容会表现为电感,从而“x型滤波器起到高通滤波器的作用,因此无法获得噪声消除效果。
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②铁氧体磁珠:将噪声转换为热
铁氧体磁珠在低频段基本上也起到低通滤波器的作用。但是,如前所述,在这个频段对于直流电流容易饱和,使用这种电感值下降的铁氧体磁珠很难消除目标频段的噪声。接下来请看下侧的曲线图。电抗降低并存在与电阻分量交叉的点。当超过这个被称为“交叉点”的频段后,铁氧体磁珠将起到电阻的作用,具有将噪声转换为热的功能。这是与内置绕组型电感的滤波器之间的巨大差异。而在更高频段,则与绕组型电感相同,发挥高通滤波器的作用。
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