铁氧体磁珠在抑制电磁干扰(EMI)中的应用

1、铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰（）是经济简便而有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。那么什么是铁氧体呢？如何选择，怎样使用铁氧体元件呢？这篇文章将对这些问题作一简要介绍。一、什么是铁氧体抑制元件铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。但颜色为黑灰色，故又称黑磁或磁性瓷。铁氧体的分子结构为e23，其中为金属氧化物，通常是n或Zn。衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率，饱和磁通密度s，剩磁r和矫顽力c等。对于抑制用铁氧体材料，磁导率和饱和磁通密度s是最重要的磁性参数。磁导率定义为磁通

2、密度随磁场强度的变化率。对于一种磁性材料来说，磁导率不是一个常数，它与磁场的大小、频率的高低有关。当铁氧体受到一个外磁场作用时，例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时，铁氧体磁环被磁化。随着磁场的增加，磁通密度增加。当磁场场加到一定值时，值趋于平稳。这时称作饱和。对于软磁材料，饱和磁场只有十分之几到几个奥斯特。随着饱和的接近，铁氧体的磁导率迅速下降并接近于空气的导磁率(相对磁导率为）如图所示。图1 铁氧体的B-H曲线铁氧体的磁导率可以表示为复数。实数部分代表无功磁导率，它构成磁性材料的电感。虚数部分代表损耗，如图所示。 j图2 铁氧体的复数磁导率磁导率与频率的关系如图所示。在一定的频率范围内值

3、（在某一磁场下的磁导率）保持不变，然后随频率的升高磁导率有一最大值。频率再增加时，迅速下降。代表材料损耗的虚数磁导率在低频时数值较小，随着频率增加，材料的损耗增加，增加。如图所示，图中tan=/图3 铁氧体磁导率与频率的关系图4 铁氧体抑制元件的等效电路（a）和阻抗矢量图（b）二、铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗当铁氧体元件用在交流电路时，铁氧体元件是一个有损耗的电感器，它的等效电路可视为由电感和损耗电阻组成的串联电路，如图所示。铁氧体元件的等效阻抗是频率的函数Z(f)=R(f)+jL(f)=K(f)+jK(f)式中：是一个常数，与磁芯尺寸和匝数有关，为角频率。损耗电阻和感抗j都是频率的函数，图

4、是材料磁珠的阻抗、感抗和电阻与频率的关系。在低频端（200MHz850 30MHz200MHz2500 10MHz30MHz5000 10MHz在有或低频偏流情况下，要考虑到抑制性能的下降和饱和，尽量选用磁导率低的材料。铁氧体抑制元件尺寸的选择铁氧体材料选定之后，需要选定抑制元件的形状和尺寸。抑制元件的形状和影响到对噪音抑制的效果。一般来说，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而而粗的形状的阻抗要大，抑制效果更好。但在有或偏流的情况下，要考虑到饱和问题。铁氧体抑制元件的横截面积越大，越不易饱和，可承受的偏流越大。另外，铁氧体的内径越小，抑制效果越好。总之，铁氧体抑制元

5、件选择的原则是，在使用空间允许的条件下，选择尽量长，尽量厚和内孔尽量小的铁氧体抑制元件。、铁氧体抑制元件的安装同样的铁氧体抑制元件，由于安装的位置不同，其抑制效果会有很大区别。在大部分情况下，铁氧体抑制元件应安装在尽可能接近干扰源的地方。这样可以防止噪音耦合到其他地方，在那些地方可能噪音更难以抑制。但是在电路，在导线或电缆进入或引出屏蔽壳的地方，铁氧体器件，应尽可能靠近屏蔽壳的进出口处，以避免噪音在经过铁氧体抑制元件之前耦合到其他地方。铁氧体磁管穿在电缆上后要用热缩管封好。6、铁氧体抑制元件在静电上的应用静电干扰属高频段的干扰（12ns, 500MHZ以上），铁氧体可缓变电压（电流）幅度。一般选取原则是磁导率低，不易饱和，可逆的铁氧体（