中文 English
 
FS系列
UF系列
RIS系列
RH系列
T系列
RID系列
R系列
FP系列
DR系列
色码电感系列
磁珠系列
绕线磁珠系列
功率电感系列
PK电感系列
扼流电感系列
EE、EI型变压器
无线充电磁片线圈
电话:0769-81763693
手机:13922523812
传真:0769-81763691
E-mail:thaisunco@163.com
地址:广东省东莞市大岭山镇鸡翅岭村兴园路斯麦特工业园
网址:www.jiushuocore.com
 
新闻中心 News 当前位置:久硕磁材 > 新闻中心
铁氧体抗干扰磁芯的应
浏览次数:2646次 发布日期:2012-6-12
 
1 概述
铁氧体抗干扰磁芯是近年来发展起来的新型干扰抑制器
件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线、信
号线和连接器的射频干扰抑制问题,而且具有使用简单、
方便、有效(使用时只要把铁氧体磁芯套在被保护线路
上,无需接地,利用铁氧体磁芯所对高频干扰所反映出来
的阻抗,使高频干扰得到有效抑制)、占用空间不大及价
格便宜等一系列优点,被获得了广泛的应用。
2008-3-30
QIANZHENYU


铁氧体是铁的氧化物和多种其他粉末状金属(通常是锰、
锌、镍和钴),放在一起,经挤压和一定时间的高温烧结
后形成的陶瓷晶体。
铁氧体材料的电磁性能与添加的金属成份,以及烧结过程
中的时间、温度和气氛有关。
对射频干扰抑制材料,不仅要求它有很高的磁导率(有大
的电感),而且还要求它有大的损耗(后者等效为一个高
损耗的电阻)。这样一来,射频干扰抑制用的铁氧体材料
所拥有的高电感和高电阻特性保证了它对高频干扰所起的
阻挡和衰减作用。对于这种专门用于抑制射频干扰的铁氧
体磁芯我们有时也称它为抗干扰磁芯,或EMI磁芯。
在开关电源中,抗干扰磁芯主要用在电源进线上作射频传
导和辐射骚扰抑制;套在高频变压器的引线端子、开关晶
体管和次级整流二极管引脚上作射频辐射骚扰的抑制。
2008-3-30
QIANZHENYU


2 铁氧体抗干扰磁芯的工作原

铁氧体材料的阻抗由两部分串
联组成:1) 感抗XLS;2) 等效
损耗电阻RS。这两者都和频率
有关,见图中所示。
低频时;磁芯的阻抗主要是感
抗,它与材料的导磁率有关,
干扰信号大部分被反射掉;随
频率升高,导磁率迅速下降,
平抑了感抗增长势头(甚至出
现了感抗减少的情况)。但高
频下的铁损明显增加,使总阻
抗Z=(XLS2+RS2)1/2继续攀升,此
时铁损成为阻抗主要成份,干
扰信号被吸收掉(不是反
射)。
2008-3-30
QIANZHENYU

铁氧体磁芯的等效电路见图中所示,若磁芯使用前后
ZL
上的电压分别为E1和E2,则磁芯对干扰的衰减作用

A=20lg(E1/E2)=20lg(ZS+Z+ZL)/(ZS+ZL)
此式表明,信号源内阻ZS与负载阻抗ZL之和越小,而铁氧
体磁芯的等效阻抗Z越大,则铁氧体磁芯对高频干扰的抑
制作用越好。

2008-3-30
QIANZHENYU


3 铁氧体抗干扰磁芯的应用范围
不同的铁氧体材料有不同的最佳抑制频率范围,它与磁导
率有关。材料的磁导率越高,最佳衰减频率就越低;相
反,材料的磁导率越低,衰减频率就越高。所以锰锌铁氧
体比较适合于用在低频(例如30MHz或更低频率)的场
合;而镍锌铁氧体比较适用在高频(例
25MHz~
200MHz,或更高频率)的场合。
在有直流或低频交流电流偏流的情况,要考虑到抑制性能
的下降和饱和现象,应尽量用磁导率低的材料。
2008-3-30
QIANZHENYU


铁氧体抗干扰磁芯被广泛用于印刷板、电源线乃至数据
线的干扰抑制上。
⑴在印刷板上的应用
印刷板上的干扰主要来自数字电路,其高频开关电流在
电源线和地线之间产生一个强烈的干扰。电源线和信号
线会将数字电路开关时的高频噪声以传导或辐射的方式
发射出去。常用的干扰抑制办法是在电源和地之间加去
耦电容,以便使高频噪声短路掉。但单用去耦电容有时
会引起高频谐振,造成新的干扰。在印刷电路板的入口
处加入铁氧体干扰抑制磁珠,将会有效地衰减高频噪
声。
2008-3-30
QIANZHENYU


⑵在电源线上的应用
电源线会把外界电网的干扰、开关电源的噪声传到设备
的线路中来。在电源的出口和印刷板的电源入口处设置
铁氧体抗干扰磁芯,既可抑制电源与印刷板之间的高频
干扰传输,也可抑制印刷板之间高频噪声的相互干扰。
值得注意的是,在电源线上应用铁氧体抗干扰磁芯,有
时会有偏流问题存在(例如将铁氧体磁芯套在有直流通
过的电源线),甚至出现磁芯的饱和现象。降低铁氧体
的磁导率可降低偏流的影响,所以在电源线上使用的铁
氧体抗干扰磁芯要选用磁导率低和横截面大器件(当然
也可以通过给铁芯开气隙的办法来解决偏流的影响)。
在偏流较大的时候还可以将AC和DC的电源进线与回线同
时套在一个磁芯里,这样可避免饱和,但这种方法对于
抑制进线和回线上的共模噪声还是有作用的。
2008-3-30
QIANZHENYU


⑶在信号线上的应用
铁氧体抗干扰磁芯也可以用在信号线上,以抑制部件或设
备之间的噪声传输。只是信号线的阻抗一般要大于电源
线,所以干扰的抑制效果将不及在电源线上来得更明显
些。
⑷对静电放电的抑制能力
铁氧体抗干扰磁芯对于抑制信号线、电源线上高频干扰和
尖峰干扰的作用,使得它也具有吸收静电放电脉冲干扰的
能力。
2008-3-30
QIANZHENYU


4 铁氧体磁芯的外形和尺寸选择
铁氧体磁芯的外形和尺寸影响到对干扰的抑制效果,通常
铁氧体磁芯的体积越大,抑制的效果越好。在体积一定
时,长而细的磁芯比短而粗的阻抗要大,抑制效果要更
好。在有偏流的情况下,要考虑饱和问题,铁氧体磁芯的
横截面越大,越不容易饱和,可承受的偏流也越大。另
外,铁氧体磁芯的内径越小,抑制效果也越好。
总之,铁氧体磁芯的选择原则是:在使用空间允许的条件
下,选择尽量长的、尽量厚的和内孔尽量小的磁芯。
考虑到铁氧体磁芯有简便、有效和价格便宜的优点,目前
正越来越多地被用在开关电源和设备的干扰抑制上,故给
出多种不同形状的抗干扰磁芯供参考。
2008-3-30
QIANZHENYU


表面贴装用磁珠

型号
A(mm)
B(mm)
C(mm)
阻抗(Ω)
25MHz 100MHz
SMB 304729 3.0±0.20 4.7±0.40 2.9±0.20 33 45
SMB 309029 3.0±0.20 9.0±0.50 2.9±0.20 70 94
SMB 488031 4.8±0.20 8.0±0.50 3.1±0.20 68 100
注:在SMB 304729中,SMB代表磁珠型号;304729代表磁珠

寸。
2008-3-30
QIANZHENYU


印刷板安装用滤波

型号
线

A
(mm)
B
(mm)
C
(mm)
D
(mm)
E
(mm)
阻抗(Ω)
25
MHz100
MHz
SPMF 8.34×10.9×10.1 3 8.34±0.25 10.9±0.3 10.15±0.3 2.54±0.1 7.62REF 250 400
SPMF10.9×10.9×3.8 4 10.9±0.3 10.9±0.3 3.8±0.3 2.54±0.1 7.62REF 170 230
SPMF 10.9×10.9×5.0 4 10.9±0.3 10.9±0.3 5.0±0.3 2.54±0.1 7.62REF 120 180
SPMF10.9×10.9×6.35 4 10.9±0.3 10.9±0.3 6.35±0.3 2.54±0.1 7.62REF 150 230
SPMF10.9×10.9×8.9 4 10.9±0.3 10.9±0.3 8.9±0.3 2.54±0.1 7.62REF 130 200
SPMF 10.9×10.9×10.1 4 10.9±0.3 10.9±0.3 10.1±0.3 2.54±0.1 7.62REF 150 230
注:在SPMF 8.34×10.9×10.1中,SPMF代表磁芯型号;8.34代表A(mm);10.9代表B(mm)

10.1代表C(mm)。
2008-3-30
QIANZHENYU

12

轴向引线的编带磁

型号
ΦA
(mm)
D
(mm)
阻抗(Ω),
在100MHz

BF 20513.5±0.15 4.4±0.2 67
BF 2052 3.5±0.15 6.0±0.3 118
BF 2053 3.5±0.15 8.0±0.3 139
BF 2054 3.5±0.15 9.0±0.3 165
BF 2056 3.5±0.15 10.0±0.3 130
BF 205D 3.5±0.15 12.0±0.3 179
BF 205E 3.5±0.15 14.0±0.5 216
BF 4058 3.5±0.15 4.7±0.3 76
BF 405L 3.5±0.15 3.0±0.2 56
注:在BF2051中,20代表材
料;5代表形状
1代表磁芯
的系列编号

T26/52(见图)代表轴向引线
的尺寸。
2008-3-30
QIANZHENYU


注:在K1 RH 1.9×4.0×0.76中,K1代表材料;RH代表磁芯型号;1.9
筒形磁芯(部分

代表外径;4.0代表长度;0.76代表内径。
型号
阻抗(Ω)
型号
阻抗(Ω)
型号
阻抗(Ω)
25 100 25 100 25 100
MHzMHz MHz MHz MHz MHz
K1 RH
1.9×4.0×0.76 29 50
K1 RH
2.5×4.0×1.0 32 71
K1 RH
2.5×5.0×0.8 40 61
K1 RH
2.54×6.0×1.49 29 67
K1 RH
3.0×3.0×1.5 19 40
K1 RH
3.5×3.0×1.3 23 40
K1 RH
3.5×4.7×0.76 49 82
K1 RH
3.5×4.7×0.8 47 75
K1 RH
3.5×9.0×0.8 90 130
K1 RH
3.5×12.0×0.8 110 161
K1 RH
3.5×6.0×1.0 37 82
K1 RH
3.5×12.0×1.0 85 140
K1 RH
3.5×3.5×1.2 27 51
K1 RH
3.5×6.0×1.2 47 86
K1 RH
3.5×4.0×1.3 34 72
K1 RH
3.5×6.0×1.3 47 87
K1 RH
3.5×10.0×1.3 71 121
K1 RH
4.0×5.0×2.0 31 71
K1 RH
4.0×10.0×2.0 51 93
K1 RH
4.5×5.0×1.6 42 82
K1 RH
5.0×5.0×2.3 35 74
K1 RH
6.0×10.0×2.0 76 128
K1 RH
6.0×6.0×3.0 35 75
K1 RH
6.0×10.0×4.0 34 66
2008-3-30
QIANZHENYU


注:在K1 T 4.8×1.5×2.8中,K1代表材料;T代表磁芯型号;4.8代表
环形磁芯(部分

外径;1.5代表长度;2.8代表内径。
型号
阻抗(Ω)
型号
阻抗(Ω)
型号
阻抗(Ω)
25 100 25 100 25 100
MHzMHz MHz MHz MHz MHz
K1 T
4.8×1.5×2.8 16 54
K1 T
6.0×1.5×3.0 16 54
K1 T
6.0×3.0×3.0 22 61
K1 T
7.3×4.3×3.3 31 71
K1 T
8.0×3.0×4.0 24 60
K1 T
8.0×4.0×4.0 26 67
K1 T
9.0×3.0×4.5 22 61
K1 T
9.0×5.0×4.5 31 70
K1 T
9.0×3.0×5.0 22 60
K1 T
9.0×8.0×5.0 40 85
K1 T
9.1×4.6×5.0 20 38
K1 T
9.5×4.8×5.0 60 106
K1 T
9.5×3.2×4.8 17 39
K1 T
10.0×4.0×6.0 22 60
K1 T
10.0×5.0×5.0 32 74
K1 T
10.0×5.0×7.0 21 62
K1 T
10.0×7.0×7.0 25 64
K1 T
10.3×10.2×5.8 7 88
K1 T
10.5×10.0×7.0 34 77
K1 T
11.0×9.0×5.0 54 97
K1 T
11.8×8.0×7.8 30 71
2008-3-30
QIANZHENYU


外形图1 外形图2 外形图3
带塑壳的电磁干扰抑制磁芯(部分

型号外形图A
(mm)
B
(mm)
C
(mm)
D
(mm)
配用电缆
最大直
(mm)
阻抗(Ω)
25
MHz100
MHz
NF-30 3 12.0±1.0 11.5±1.0 4.0±1.0 21.5±1.0 4 87 153
NF-50 3 16.5±1.0 14.0±1.0 6.0±1.0 30.0±1.0 6 90 166
NF-60 3 19.5±1.0 18.0±1.0 6.0±1.0 35.0±1.0 6 78 285
NF-65 1 20.5±1.0 20.0±1.0 6.5±1.0 32.5.0±1.0 6.5 195 321
NF-70 2 15.5±1.0 18.0±1.0 7.0±1.0 22.0.0±1.0 7 55 110
NF-80 3 19.5±1.0 18.0±1.0 9.0±1.0 35.0±1.0 9 111 210
NF-90 2 20.0±1.0 31.0±1.0 9.0±1.0 35.5±1.0 9 105 203
NF-100 1 25.5±1.0 23.5±1.0 10.0±1.0 32.5±1.0 10 144 260
注:NF-100中,NF为型号;100为系列编号。
2008-3-30
QIANZHENYU


外形图1 外形图2 外形图3 外形图4
扁平电缆的干扰抑制磁芯(部分

型号外形

A
(mm)
B
(mm)
C
(mm)
D
(mm)
E
(mm)
扁平电
缆的最
大宽
(mm)
阻抗(Ω)
25
MHz100
MHz
K1FF16.0×9.0×5.0×0.5 1 16.0±0.5 5.0-0.7 11.5±0.4 9.0±0.5 0.5+0.6 10.5 38 90
K1FF16.0×12.0×5.0×0.5 1 16.0±0.5 5.0-0.7 11.5±0.4 12.0±0.5 0.5+0.6 10.5 45 96
K1FF17.0×9.0×5.0×0.8 1 17.0±0.4 5.0-0.4 13.4±0.4 9.0±0.3 0.8±0.4 12.5 35 87
K1FF17.0×12.0×5.0×0.8 1 17.0±0.4 5.0-0.4 13.4±0.4 12.0±0.4 0.8±0.4 12.5 41 86
K1FF20.0×12.0×6.5×1.3 1 20.0±0.5 6.5-0.5 15.0±0.5 12.0±0.5 1.3±0.4 14.0 43 94
K1FF23.3×12.0×3.0×0.7 1 23.3±0.5 3.0±0.3 20.0±0.5 12.0±0.5 0.7+0.5 19.0 27 84
K1FF23.8×15.0×6.3×1.1 1 23.8±0.5 6.3±0.3 18.8±0.5 15.0±0.5 1.1±0.4 17.5 47 106
K1FF24.5×12.0×5.0×0.5 1 24.5±0.5 5.0-0.7 20.0±0.5 12.0±0.5 0.5+0.6 19.0 35 96
注:

K1 FF 24.5×12.0×5.0×0.5中

K1代表材料

FF代表磁芯型号
24.5代
A(mm);12.0代表D(mm);5.0代表B(mm);0.5代表E(mm)。
2008-3-30
QIANZHENYU

17

用于扁平电缆的干扰抑制磁芯夹(部分

型号A
(mm)
B
(mm)
C
(mm)
D
(mm)
E
(mm)
阻抗(Ω)
25
MHz
100
MHz
K1 FFS 16.75×8.15×2.1×0.5 16.75±0.4 2.1±0.2 12.6±0.4 8.15±0.3 0.5±0.2 27 70
K1 FFS 31.2×4.0×8.3×4.9 31.2±0.4 8.1±0.4 25.0±0.8 4.0±0.3 4.9±0.4 17 58
K1 FFS 38.0×25.4×6.35×0.84 38.1±0.76 6.35±0.25 26.7±0.76 25.4±0.5 0.84±0.25 85 175
K1 FFS 45.0×28.5×6.35×0.8 45.0±1.0 6.35±0.25 34.4±0.7 28.5±0.7 0.8±0.2 87 190
K1 FFS 63.5×15.0×6.35×0.8 63.5±1.5 6.35±0.25 52.0±1.2 15.0±0.4 0.8±0.2 45 120
K1 FFS 63.5×28.5×6.35×0.8 63.5±1.5 6.35±0.25 52.0±1.2 28.6±0.7 0.8±0.2 83 277
K1 FFS 76.2×15.0×6.35×0.8 76.2±1.5 6.35±0.4 65.3±1.3 15.0±0.64 0.8±0.25 45 125
K1 FFS 76.2×28.5×6.7×0.8 76.2±1.5 6.7±0.4 65.3±1.3 28.6±0.7 0.8±0.2 63 164
注:在K1 FFS 63.5×28.5×6.35×0.8中:K1代表材料;FFS代表磁芯型号;63.5代表A(mm);28.5代表D(mm);6.35代表B(mm);0.8代表E(mm)。
2008-3-30
QIANZHENYU

18

5 铁氧体抗干扰磁芯的使用要点
下面是铁氧体抗干扰磁芯的使用要点,部分曾有过说明,
为保持本节内容完整性,将结论重提于下

1) 磁芯应用在干扰源上、受干扰设备的信号入口和干扰信
号传送途径上,以减少干扰对产品工作的影响
2) 不同的干扰频率范围应选用不同的磁芯材料。锰锌的适
合于干扰频率低的情况;镍锌的则用在高频的情况中。即
使同是锰锌(或镍锌)材料,不同牌号,其抑制特性也不
相同

3) 根据不同应用场合,应选择适当形状的铁氧体磁芯材
料,如在线上可用环形、珠形、筒形、扁平夹条形及多孔
形;在印刷板上可用珠形、或珠形与瓷片电容的组合件、
或表面贴装材料等

4) 铁氧体磁芯在线路中体现的阻抗与磁芯上绕的圈数
关,圈数越多,体现的阻抗越大,但容易饱和;另外,
间分布电容也大,于高频特性不利。应通过试验来确定
2008-3-30
QIANZHENYU
19


5) 铁氧体磁芯用在电源线时,由于有直流偏流或过大的交
流电流通过,会使磁芯进入饱和区,导致铁氧体阻抗和插
入损耗减小。为此,应选用导磁率低的和截面积大的材
料;或在两个半环之间垫气隙。当用于抑制电源线上的共
模干扰时,可将电源进线及其回线同时穿过一个磁芯,由
于两根线上电流走向相反,磁芯不会进入饱和
6) 套在导线上的磁珠或磁筒尺寸要与导线直径相配合,磁
芯内径越小,抑制干扰的效果越好。另外,在空间尺寸允
许的前提下,尽量选用长度和壁厚都较大的磁芯
7) 使用时特别要注意铁氧体磁芯的安装位置,位置不同,
抑制效果会有很大不同。因此,要求铁氧体磁芯的最后使
用位置必须和做试验时选定的位置保持一致。选位时,磁
芯应安装在接近干扰源的地方,或者是干扰入口的地方,
防止干扰先于抗干扰磁芯的吸收而被抢先耦合到其他地
方。
2008-3-30
QIANZHENYU


8) 对印刷板,电磁干扰主要来自高频高电压和高频大电流
的开关线路和数字电路,这时会在电流通过的地方产生很
强的干扰,还会通过对电源线和信号线的耦合进一步被辐
射或传导输出。为此,通常要在产生高频电压和电流的线
路或器件的脚上套上磁珠或磁环;还可以及并联去耦电容
来进一步抑制电磁干扰。同样,我们也可以在电源线入口
处加接磁珠(或套磁环)及电容器,来进行去耦
9) 由于磁芯在干扰抑制时体现为一个损耗电阻,它与干扰
源、负载之间存在着能量分配问题。因为电源线的阻抗比
信号线要低很多,因此,在电源线上加接磁芯的作用要比
信号线明显得多

10) 为避免磁芯在导线上活动,擦伤导线,或与其他元件
相碰撞,磁芯穿在线上后要用热缩套管固定位置。
2008-3-30
QIANZHENYU


6 铁氧体抗干扰磁芯使用实例
实例⑴:
某设备有两个超标辐射频率点,一个是为40MHz,另一个
为900MHz。经检查,确定是电缆的共模辐射所致。在电缆
上套一个磁环(1/2匝),900MHz的干扰明显减小,不再
超标,但是40MHz频率仍然超标。将电缆在磁环上绕3匝
40MHz干扰减小,不再超标,但900MHz超标。
据分析,增加电缆上的铁氧体磁环的个数,可以增加低频
的阻抗,所以40MHz处的共模辐射可以被抑制掉,但电缆
在磁环上

3匝以后,匝间以及线圈与铁氧体磁芯之间的寄
生电容会增加,导致高频的阻抗减小,使得900MHz处的辐
射超标。
解决的办法是,在这根电缆上套两只磁环,其中一只,电
缆线在它上面一穿而过,专门用来对付900MHz处的超标问
题;另一只磁环,电缆线在它上面绕3匝,专门用来对
40MHz处的超标问题。两只磁环串在相互靠近的位置上。
2008-3-30
QIANZHENYU


实例⑵:
开关电源最大的缺点就是容易产生噪声和干扰,这是长期困
扰开关电源的一个技术问题。开关电源的噪声主要是由开关
功率管和开关整流二级管快速变化的高压切换和脉冲短路电
流所引起。因此采用有效元件把它们限制到最小程度是抑制
噪声的主要方法之一。
在开关电源产品上,我们有时能见到采用磁珠套在开关功率
管、开关整流二极管和高频变压器引脚上的例子。这是利用
磁珠作为非线性饱和电感来抑制快速变化的dv/dt和di/dt。
此时磁芯的工作状态是从-Bs到+Bs。它的初始和最大电感值
很高,而饱和后残余电感值非线性极不明显。这样础珠串联
接入回路后,在电流升高瞬间显示出高阻抗,可以作为所谓
的瞬间阻抗元件使用。用于防止半导体回路中瞬态电流峰值
信号、冲击激励电路和由此而伴生的噪声,还可以防止半导
体损坏。
2008-3-30
QIANZHENYU


实例⑶:
普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成的,它在线路中的
作用是将阻带频率反射回信号源,所以这类滤波器又叫反
射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时,就会有
一部分能量被反射回信号源,造成干扰电平的增强。为解
决这一弊病,可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠
套,利用滋环或磁珠对高频信号的涡流损耗,把高频成分
转化为热损耗。因此磁环和磁珠实际上对高频成分起吸收
作用,所以有时也称之为吸收滤波器。
不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围。通
常磁导率越高,抑制的频率就越低。此外,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
而粗的抑制效果好,内径越小抑制效果也越好。但在有直
流或交流偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制
元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流越大。
2008-3-30
QIANZHENYU


另外,铁氧体磁环与电容式滤波连接器一起使用时,其效
果会更好。这是由于铁氧体磁环的效果取决于原来共模环
路的阻抗,原来回路的阻抗越低,则磁环的效果越明显。
因此当原来的电缆两端安装了电容式滤波连接器时,其阻
抗很低,磁环的效果会更明显。
2008-3-30
QIANZHENYU


最后需要指出的是,在实用中由于应用场合的不同,不同
设备有不同的结构布局、不同的功率情况、不同的使用环
境,导致铁氧体磁芯有时对差模干扰有很好的抑制作用,
有时对共模干扰有很好的抑制作用,有时对干扰起不到明
显的抑制作用,有时甚至反而会增加噪声干扰。所以还是
强调要通过实验来检验实际使用效果。
2008-3-30
QIANZHENYU


 
版权所有Copyright © 2012 东莞市久硕磁材电子有限公司 技术支持:共赢科技 备案号:粤ICP备12043257号
地址:广东省东莞市大岭山镇鸡翅岭村兴园路斯麦特工业园 电话:0769-81763693 传真:0769-81763691