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磁环 编辑磁环:顾名思义就是一块环状的导磁体

2021-06-23 09:57:53

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磁环:顾名思义就是一块环状的导磁体。磁环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。

中文名

磁环

顾名思义

环状的导磁体

作    用

对于高频噪声有很好的抑制作用

检测磁环方法

正常光照条件下用目测法检查

目录

1 简介

2 吸收

3 匝数选择

4 如何识别

5 检验方法

6 选用

7 抗干扰

简介


电子设备辐射和泄漏的电磁波严重干扰其他电子设备正常工作,导致设备功能紊乱、传输错误。因此降低电子设备的电磁干扰(EMI)已经是必须考虑的问题。

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不同种类的磁环

吸收

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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。大家都知道,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,而且成本低廉。所以大家在显示器信号线,USB连接线,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。

匝数选择

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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。

如何识别

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图中$的是初级电流的波形,其他两个是次级电压波形:

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箭头所指之处就是饱和点,大家可以看到,在到达饱和以后,次级的电压几乎降到零了,这就是饱和以后,变压器就失去耦合的作用了,等于是一组空线圈了!电流在增加,可是感应电压却几乎降到0了!

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从左向右数的第一组箭头所指之处是进入饱和点,大家可以看到$的电流向反方向逐渐增大,进入保护点后,蓝色的和绿色的次级线圈的电压波形几乎是0了,说明变压器已经没有耦合了,已经进入了饱和区了,次级没有电压,意味着三极管没有驱动信号,考问大家一下,这时两个三极管处于什么状态?

结合波形,做如下假设:1.假设蓝色波形是上管线圈,流向是流出基极;2.假设绿色波形是下管线圈,流向是流向基极;3.电流向是流向灯管。

第一个拐点:上管开始进入导通,下管开始退出导通。初级线圈电流逐步增大,导入阴极电流趋向反向最大。

第二个拐点:上管彻底进入导通,下管彻底进入截止。初级线圈电流开始正向增大,导入阴极电流已经经过反向最大值,开始向正向最大过渡。

第三个拐点:上管开始退出导通,下管开始进入导通。初级线圈电流逐步增大,导入阴极电流趋向正向最大。

次圈电流波形中的平滑段是两管子交替导通的死区时间。实际情况下,两个次圈的电流在电流流向定义相同时,波形应该是互为反相的。

检验方法

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  1 磁环外观可在正常光照条件下用目测法检查。

  2 磁环的外形尺寸用精度为0.02mm的游标卡尺在正常光照条件下进行检验。

  3 磁环的综合因子用“CF-3A型磁环分选仪”测量,激励电流设定为2.5A,频率40KHz。

  4 磁环的4圈电感量用“YD2810D型LCR数字电桥”在1 KHz频率下进行测量。

  5 磁环的感生电动势用“UI100型高频功率源”和“UI9720磁性材料动态分析系统”在规定条件下,进行测量。

6[1]  磁环居里点用“YD2810D型LCR数字电桥”和精密烘箱进行测量。

选用

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  不同的磁材会有不同的磁导率、不同的温度特性。其中温度特性是最重要的,因为一支节能灯在工作中,磁环必须经历常温、高温(高达 100℃)、低温,然后在高温当中恒定工作。但是,不同材料的温度曲线会有很大的差别,磁导率低的会在前半端呈现得比较平坦,磁导率较高的会显得比较陡峭;不同的温度里,饱和磁感应强度BS 的变化也会不同,假设在常温下 3K 材料的 BS 值为 200,但是在 100℃时BS 值会上升至 300.同样在常温下 2.5K 材料的BS 值为200,但是在100℃时BS 值才只有250。 温度的变化会引起BS 值u、H、HC 的变化;BS 值的变化会引起节能灯线路工作状态的变化;BS 值升高会引起三极管得到的驱动电流降低。因此,在110V 的线路中,如果选取用了BS 值在高温时变化比较大的磁环,便会引发灯在高温时,关掉再马上打开,灯便不能启动了;灯管两端灯丝发红,因为灯管不能启动;功率会是额定功率的两倍。另由于灯管不能正常启动,两端灯丝的温度便会升得很高(将近300℃以上)这样便会把塑料件烧掉。 若选用了 BS 值随温度变化不大的磁环,即磁导率不高的磁环,便可解决上述问题。但磁导率的高和低又有另外一个问题需考虑:就是它的损耗问题,一般磁导率高的象 5K、10K 的磁环,它的损耗都很小,做成成品脉冲变压器后,因为它的磁路阻抗比较小,延迟时间也比较小,它的输出波型可以做得很好,但它适应上述温度问题时就显得力不从心;选用磁导率较低时,它的表面性能虽不及 5K、10K 的好,但它不会出现灯启动时不能启动的现象。 江门粉末2.5K磁环适宜做110V直接驱动的灯;志通电子3K磁环适宜做220V的灯。为什么呢?原因是110V 直接驱动电路容易引发热启动问题;而220V 电路没有热启动问题。江门粉末的磁环对温度的干扰变化不大,而 220V 的节能灯需要在高温时适当把功率降下来,就需要适当减小三极管的驱动电流,避免灯在高温,高压时烧掉。 假设温度升高,三极管的放大倍数升高,电流升高,灯功率加大。这时就需要把功率适当调节下来,选用志通 3K 磁环,它对温度的升高比较敏感,温度升高时BS 跟着升高,三极管的驱动电流减小,灯功率降低,保证温升和灯功率的矛盾。

抗干扰磁环

一般使用铁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,当信号频率升高磁大家都知道,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,而这些功率电感、磁环线圈、色环电感、贴片电感、磁珠电感、变压器、叠层电感、电子新闻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。


作者: 永欣电子
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