元器件：磁珠在開關電源EMC設計中的應用

尖峰抑制器要求鐵芯材料具有較高的磁導率，以得到較大的電感量；高矩形比可使鐵芯飽和時，電感量應迅速下降到零；矯頑力小、高頻損耗低,否則鐵芯放熱不能正常工作。

尖峰抑制器用途主要表現(xiàn)在減小電流尖峰信號；降低由于電流峰值信號引起的噪聲；防止開關晶體管的損壞；減低開關晶體管的開關損耗；補償二極管的恢復特性；防止高頻脈沖電流沖擊激勵。作為超小型的線路濾波器使用等方面。

在濾波器中的應用

a)不加磁珠測試結果

b)加磁珠測試結果

c)L線加磁珠測試結果

d)N線加磁珠測試結果

普通濾波器是由無損耗的電抗元件構成的，它在線路中的作用是將阻帶頻率反射回信號源，所以這類濾波器又叫反射濾波器。當反射濾波器與信號源阻抗不匹配時，就會有一部分能量被反射回信號源，造成干擾電平的增強。為解決這一弊病，可在濾波器的進線上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套，利用滋環(huán)或磁珠對高頻信號的渦流損耗，把高頻成分轉化為熱損耗。因此磁環(huán)和磁珠實際上對高頻成分起吸收作用，所以有時也稱之為吸收濾波器。

不同的鐵氧體抑制元件，有不同的最佳抑制頻率范圍。通常磁導率越高，抑制的頻率就越低。此外，鐵氧體的體積越大，抑制效果越好。在體積一定時，長而細的形狀比短而粗的抑制效果好，內徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下，還存在鐵氧體飽和的問題，抑制元件橫截面越大，越不易飽和，可承受的偏流越大。

基于以上磁珠原理和特性，應用在開關電源的濾波器中，收效明顯。從測試結果便可看到應用磁珠的明顯不同。由實驗結果看到，由于開關電源電路、結構布局、功率的影響，有時對差模干擾有很好的抑制作用，有時對共模干擾有很好的抑制作用，有時對干擾起不到抑制作用反而會增加噪聲干擾。

EMI吸收磁環(huán)/磁珠抑制差模干擾時，通過它的電流值正比于其體積，兩者失調造成飽和，降低了元件性能；抑制共模干擾時，將電源的兩根線（正負）同時穿過一個磁環(huán)，有效信號為差模信號，EMI吸收磁環(huán)/磁珠對其沒有任何影響，而對于共模信號則會表現(xiàn)出較大的電感量。磁環(huán)的使用中還有一個較好的方法是讓穿過的磁環(huán)的導線反復繞幾下，以增加電感量?？梢愿鶕?jù)它對電磁干擾的抑制原理，合理使用它的抑制作用。

鐵氧體抑制元件應當安裝在靠近干擾源的地方。對于輸入／輸出電路，應盡量靠近屏蔽殼的進、出口處。對鐵氧體磁環(huán)和磁珠構成的吸收濾波器，除了應選用高磁導率的有耗材料外，還要注意它的應用場合。它們在線路中對高頻成分所呈現(xiàn)的電阻大約是十至幾百Ω，因此它在高阻抗電路中的作用并不明顯，相反，在低阻抗電路（如功率分配、電源或射頻電路）中使用將非常有效。

由于鐵氧體可以衰減較高頻同時讓較低頻幾乎無阻礙地通過，故在EMI控制中得到了廣泛地應用。用于EMI吸收的磁環(huán)/磁珠可制成各種的形狀，廣泛應用于各種場合。如在PCB板上，可加在DC/DC模塊、數(shù)據(jù)線、電源線等處。它吸收所在線路上高頻干擾信號，但卻不會在系統(tǒng)中產生新的零極點，不會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它與電源濾波器配合使用，可很好的補充濾波器高頻端性能的不足，改善系統(tǒng)中濾波特性。廣大開關電源專業(yè)研究人員，應充分發(fā)揮技術優(yōu)勢，把磁環(huán)、磁珠等鐵氧體材料靈活應用到開關電源的開發(fā)中去，使其在開關電源設計中發(fā)揮更大的作用，以提高產品的EMC性，并且減小體積、降低成本。