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EMC整改必用的元器件

微信公众号：电磁兼容之家

第2371期

滤波电容器、共模电感、磁珠在EMC设计整改电路中是必用的元器件。

滤波电容

尽管从滤除高频噪声的角度看，电容的谐振是不希望的，但是电容的谐振并不是总是有害的。

当要滤除的噪声频率确定时，可以通过调整电容的容量，使谐振点刚好落在骚扰频率上。

在实际工程中，要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz，甚至超过1GHz。对这样高频的电磁噪声必须使用穿心电容才能有效地滤除。

普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声，是因为两个原因：

（1）一个原因是电容引线电感造成电容谐振，对高频信号呈现较大的阻抗，削弱了对高频信号的旁路作用；

（2）另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合，降低了滤波效果。

穿心电容之所以能有效地滤除高频噪声，是因为穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题。

而且穿心电容可以直接安装在金属面板上，利用金属面板起到高频隔离的作用。但是在使用穿心电容时，要注意的问题是安装问题。

穿心电容最大的弱点是怕高温和温度冲击，这在将穿心电容往金属面板上焊接时造成很大困难。

许多电容在焊接过程中发生损坏。特别是当需要将大量的穿心电容安装在面板上时，只要有一个损坏，就很难修复，因为在将损坏的电容拆下时，会造成邻近其它电容的损坏。　

共模电感

由于EMC所面临解决问题大多是共模干扰，因此共模电感也是我们常用的有力元件之一。

共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。

原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。

因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

共模电感在制作时应满足以下要求：

（1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路；

（2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和；

（3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿；

（4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。

另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口。

磁珠

在产品数字电路EMC设计过程中，我们常常会使用到磁珠，铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。

铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下，他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。

实际上，铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。

铁氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特性。

铁氧体在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很低的电感器，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高高频滤波效能。

在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制；并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。

在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小。

但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。

铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。使用片式磁珠还是片式电感主要还在于实际应用场合。

在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。

片式磁珠和片式电感的应用场合

片式电感：射频（RF）和无线通讯，信息技术设备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，个人数字助理（PDAs），无线遥控系统以及低压供电模块等。

片式磁珠： 时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器(比如串口，并口，键盘，鼠标，长途电信，本地局域网)，射频电路和易受干扰的逻辑设备之间，供电电路中滤除高频传导干扰，计算机，打印机，录像机（VCRS），电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。

磁珠的单位是欧姆，因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。

磁珠的DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，一般以100MHz为标准，比如是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于1000欧姆。

针对我们所要滤波的频段需要选取磁珠阻抗越大越好，通常情况下选取600欧姆阻抗以上的。

另外选择磁珠时需要注意磁珠的通流量，一般需要降额80%处理，用在电源电路时要考虑直流阻抗对压降影响。

来源：电磁兼容之家

广东市监局移动电源抽检：半数不合格产品存问题涉及电磁兼容

微信公众号：电磁兼容之家第2374期近期，广东省市场监管管理局公布了一则电池等19种产品质量监督抽查情况的公告，其中涉及12款不合格移动电源产品，具体情况如下。 01. 抽检详情据公告，标称生产单位为“东莞米洛临电子科技有限公司”、“深圳市雅乐电子有限公司”、“深圳市妙音坊科技有限公司”等6批次产品，常温下的有效输出容量、转换效率不符合规定。标称生产单位为“深圳市科立达数码科技有限公司”、“东莞市久电实业有限公司”等3批次产品，转换效率不符合规定。有效输出容量：本项目要求移动电源产品在常温（23℃±2℃）及高温（45℃±2℃）环境下，以制造商规定的输出电流恒流放电，得到的实际有效输出容量不低于产品标识中的额定容量；在低温（-10℃±2℃）环境下，以制造商规定的输出电流的一半恒流放电，得到的实际有效输出容量不低于产品标识中的额定容量的60%。有效输出容量不合格将直接影响消费者的使用体验，体现为对电子产品的充电时间不够长，或充电次数过少，即日常所说的容量虚标。转换效率：依据标准要求，在产品未明示自身转换效率值的情况下，实际输出的转换效率不应低于80%。转换效率高意味着该产品在对电子设备输出（充电）过程中的消耗较少，能量利用率较高。转换效率不仅与产品的实际输出容量有关，也与产品的输出电压相关。标称生产单位为“深圳市宝佑发科技有限公司”、“东莞市猎奇科技有限公司”的2批次产品，无线电骚扰（辐射骚扰场强）不符合规定。无线电骚扰不合格的主要原因包括充电宝线路板设计未充分考虑电磁兼容发射、内部线路布局不当横跨电路板以及电路板未采取足够的屏蔽措施。这些问题导致移动电源在运行时产生不必要的电磁辐射，进而干扰其他无线电设备或系统的正常运行。本次抽检的结果如下。 02. 消费提示1.选场所。选择到规模较大、服务质量和信誉较好的商场或专卖店、网店购买。2.选品牌。选购知名度较高、口碑较好的品牌。3.检查产品外观及附件。检查外观是否有毛刺，接口是否能正常拔插，标识是否有容量、充放电电压和电流等基本参数，附件是否有合格证明、使用说明书、保修单等资料。4.充电时优选原装充电器进行充电，若无原装充电器，则选用有CCC认证的且充电电压、电流匹配的充电器进行充电。另外不要频繁充电，避免长时间充电，避免边充电边放电。5.使用时应避免挤压、撞击、过充电、过放电、短路等滥用情况。6.不使用时避免接口与金属部件接触，防止短路发生；长时间不使用时，存放前放电至80%以下容量，并存放于阴凉干燥处；报废时，应置于电池回收箱内或交由有废物处理资质的机构处置。来源：电磁兼容之家

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