磁珠和電感

從原理上來說,磁珠可以等效成一個電感,這裏指的是單純的電感。而真實的電感線圈是有分佈電容的,也就是我們用的電感實際是一個電感和一個電容並聯。

 

理論上對傳導干擾信號進行抑制,要求抑制電感的電感量越大越好,但對於電感線圈來說,電感量越大,則電感線圈的分佈電容也越大,兩者的作用將會互相抵消。

圖2 普通電感線圈的阻抗與頻率的關係圖

圖2是普通電感線圈的阻抗與頻率的關係圖,由圖中可以看出,電感線圈的阻抗開始的時候是隨着頻率升高而增大的,但當它的阻抗增大到最大值以後,阻抗反而隨着頻率升高而迅速下降,這是因爲並聯分佈電容的作用。當阻抗增到最大值的地方,就是電感線圈的分佈電容與等效電感產生並聯諧振的地方。圖中,L1 > L2 > L3,由此可知電感線圈的電感量越大,其諧振頻率就越低。

如果還要對抑制頻率進一步提高,那麼最後選用的電感線圈就只好是它的最小極限值,只有1圈或不到1圈了。

磁珠,即穿心電感,就是一個匝數小於1圈的電感線圈。但穿心電感比單圈電感線圈的分佈電容小好幾倍到幾十倍,因此,穿心電感比單圈電感線圈的工作頻率更高。磁珠的電感量一般都比較小,大約在幾微亨到幾十微亨之間。

磁珠另一個用途就是用來做電磁屏蔽,它的電磁屏蔽效果比屏蔽線的屏蔽效果還要好,這是一般人不太注意的。其使用方法就是讓一雙導線從磁珠中間穿過,那麼當有 電流從雙導線中流過時,其產生的磁場將大部分集中在磁珠體內,磁場不會再向外輻射;由於磁場在磁珠體內會產生渦流,渦流產生電力線的方向與導體表面電力線 的方向正好相反,互相可以抵消,因此,磁珠對於電場同樣有屏蔽作用,即:磁珠對導體中的電磁場有很強的屏蔽作用。

使用磁珠進行電磁屏蔽的優點是磁珠不用接地,可以免去屏蔽線要求接地的麻煩。用磁珠作爲電磁屏蔽,對於雙導線來說,還相當於在線路中接了一個共模抑制電感,對共模干擾信號有很強的抑制作用。

由此可知,電感線圈主要是用於對低頻干擾信號進行EMI抑制,而磁珠主要是對高頻干擾信號進行EMI抑制,因此,對一個頻帶很寬的干擾信號進行EMI抑制,必須同時採用多個不同性質的電感纔會有效。另外,對共模傳導干擾信號進行EMI抑制,還要注意抑制電感與Y電容的連接位置。Y電容和抑制電感儘量靠近電源的輸入端,即電源插座的位置,並且高頻電感要儘量靠近Y電容,而Y電容還要儘量靠近與大地連接的地線(三心電源線的地線),這對EMI抑制纔有效。