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磁环使用的问题及主要参数介绍
日期:2013-06-16
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本文导读:

   磁环使用的问题:吸收磁环,又称铁氧体磁环,简称磁环。它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的抑制作用,一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性,一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。信号频率越高,越容易辐射出去(要买优质的电脑机箱也是要减小电磁泄漏),而一般的信号线都是没有屏蔽层的,那么这些信号线就成了很 好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高频信号,而这些信号叠加在本来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号。那么在磁环作用下,使正常有用的信号很好的通过,又能很好的抑制高频干扰信号的通过,所以大家在显示器信号线,USB连接线,电源线,电脑周边线,甚至高档键盘、鼠标上看的塑料疙瘩型的一体式磁环就不足为奇了。

  磁环线圈匝数问题:将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈,根据需要,也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多,对频率较低的干扰抑制效果越好,而对频率较高的噪声抑制作用较弱。在实际工程中,要根据干扰电流的频率特点来调整磁环的匝数。通常当干扰信号的频带较宽时,可在电缆上套两个磁环,每个磁环绕不同的匝数,这样可以同时抑制高频干扰和低频干扰。从共模扼流圈作用的机理上看,其阻抗越大,对干扰抑制效果越明显。而共模扼流圈的阻抗来自共模电感Lcm=jwLcm,从公式中不难看出,对于一定频率的噪声,磁环的电感越大越好。但实际情况并非如此,因为实际的磁环上还有寄生电容,它的存在方式是与电感并联。当遇到高频干扰信号时,电容的容抗较小,将磁环的电感短路,从而使共模扼流圈失去作用。

  磁环的主要参数问题:

  一. 磁通量
  高U的磁饱合度低,即磁芯在低频能够承受最大的电流越大,感抗随电流变化而呈容抗。磁芯发热也就是讲磁芯损耗太大,把功率转化为热能,而没有转化为磁能,把能量消耗掉了。通常镍材磁芯带宽,Q值与U之间有一个平衡关系,U值越高Q值就越低,反之亦是。U值低频工作困难,但损耗小,U值高低频工作较易,但磁芯损耗太大,功率损耗也大,基本上难于连续工作。使用U值400的磁环应该可以大幅降低磁损耗。虽然电感量低了些,但可以增加绕线圈数来解决。以1:4变压器为例子,1圈的初级改成两圈;2圈的次级改为4圈。这样绕线总长度要增加一倍,最高传输频率也要相应降低。

  NXO-100(798厂出品的37*23*7mm)在1.2MHz~36MHz 其AL值(其实就是μ值)是基本恒定不变的.

   二.居里温度    

  某些廉价磁环居里温度165℃,达到这一温度以后立刻失去磁性,有如空气介质一般;恢复室温以后,磁性能发生了永久性改变,磁导率降低了10%。

  在功率放大器的输出变压器上应用的磁性材料如果工作温度超过了居里温度,须臾之间就可以烧毁输出功率管。

  进口-61、-43材料的居里温度数据不知道,国产NXO-100是260℃,R-400是350℃。

  输出功率开始下降的那一点就作为该磁环的温度极限。

  从过往的实验结果看,55度时,那些EMI磁环还没有出现输出功率下降的情况。

   三.工作频率

  每种磁芯的材料决定了它最佳的工作频率,因此必须根据具体的频率来选择磁芯的材料.如NXO-100的材料,磁通量为100,工作频率为15MHZ.  NXO-80的材料制作的磁环,磁通量为80,工作频率为30MHZ.低工作频率的磁环强行工作在高频率下,会有很大的损耗和发热,当磁环发热超过居里温度时,电气性能发生突变,也就不能正常工作了。

   总上所述,要选对磁环,并不是看外型或体积就可以的,必须要了解它的实际参数,否则在出现问题时,如驻波高、频宽太窄、磁环严重发热或烧坏等,都不知道原因出自何处。 

  镍锌(NiZn)材料的磁芯用万用表测量磁芯表面的电阻应该是绝缘的,它不是导体。如果可测出电阻,就应该不是镍锌(NiZn)材料磁芯。

  磁环磁导率问题:

  1、测量磁环的外径D,内径d,环的高度H,单位mm。

  2、用漆包线穿绕10~20圈,绕紧点,不要太松,测量其电感量L,单位为uH,电感量大点测算误差小,电感量小测算误差就会大,请根据实际需要确定穿绕的圈数N。

   3、将以上数据代入下式计算出大约的磁导率u0

  u0=2500*L*(D+d)/((D-d)*H*N*N)

  例如:13X7X5的磁环,绕20圈,测得电感量23uH,代入上式计算

  u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=1150000/12000=95.8

  测算结果与磁导率100的规格最接近,确定该磁环的u0是100,注意一般u0标称误差有+-10%。

  对于没有参数的磁环可以首先根据外观特征初步判断是哪种材料,再测算磁导率,就可以确定该磁环的主要规格了。

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