濾波電容器,、共模電感,、磁珠在EMC設(shè)計(jì)電路中是常見的身影，也是消滅電磁干擾的三大利器,。

對于這三者在電路中的作用，相信還有很多工程師搞不清楚,，文章從設(shè)計(jì)中詳細(xì)分析了消滅EMC三大利器的原理,。

 濾波電容

盡管從濾除高頻噪聲的角度看，電容的諧振是不希望的,，但是電容的諧振并不是總是有害的,。

當(dāng)要濾除的噪聲頻率確定時(shí)，可以通過調(diào)整電容的容量,，使諧振點(diǎn)剛好落在騷擾頻率上,。

在實(shí)際工程中，要濾除的電磁噪聲頻率往往高達(dá)數(shù)百M(fèi)Hz,，甚至超過1GHz,。對這樣高頻的電磁噪聲必須使用穿心電容才能有效地濾除。

普通電容之所以不能有效地濾除高頻噪聲,，是因?yàn)閮蓚€(gè)原因：

（1）一個(gè)原因是電容引線電感造成電容諧振,，對高頻信號呈現(xiàn)較大的阻抗，削弱了對高頻信號的旁路作用,；

（2）另一個(gè)原因是導(dǎo)線之間的寄生電容使高頻信號發(fā)生耦合,，降低了濾波效果。

穿心電容之所以能有效地濾除高頻噪聲,，是因?yàn)榇┬碾娙莶粌H沒有引線電感造成電容諧振頻率過低的問題,。

而且穿心電容可以直接安裝在金屬面板上,，利用金屬面板起到高頻隔離的作用。但是在使用穿心電容時(shí),，要注意的問題是安裝問題,。

穿心電容至大的弱點(diǎn)是怕高溫和溫度沖擊，這在將穿心電容往金屬面板上焊接時(shí)造成很大困難,。

許多電容在焊接過程中發(fā)生損壞,。特別是當(dāng)需要將大量的穿心電容安裝在面板上時(shí)，只要有一個(gè)損壞,，就很難修復(fù),，因?yàn)樵趯p壞的電容拆下時(shí)，會造成鄰近其它電容的損壞,?！?/span>

 共模電感

由于EMC所面臨解決問題大多是共模干擾，因此共模電感也是我們常用的有力元件之一,。

共模電感是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上,，形成一個(gè)四端器件,，要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用,。

原理是流過共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加,，從而具有相當(dāng)大的電感量，對共模電流起到抑制作用,，而當(dāng)兩線圈流過差模電流時(shí),，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒有電感量,，所以差模電流可以無衰減地通過,。

因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號，而對線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘枱o影響,。

共模電感在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

（1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣,，以保證在瞬時(shí)過電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路；

（2）當(dāng)線圈流過瞬時(shí)大電流時(shí),，磁芯不要出現(xiàn)飽和,；

（3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿,；

（4）線圈應(yīng)盡可能繞制單層,，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強(qiáng)線圈對瞬時(shí)過電壓的而授能力,。

通常情況下,，同時(shí)注意選擇所需濾波的頻段,，共模阻抗越大越好，因此我們在選擇共模電感時(shí)需要看器件資料,，主要根據(jù)阻抗頻率曲線選擇,。

另外選擇時(shí)注意考慮差模阻抗對信號的影響，主要關(guān)注差模阻抗,，特別注意高速端口,。

 磁珠

在產(chǎn)品數(shù)字電路EMC設(shè)計(jì)過程中，我們常常會使用到磁珠,，鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金,，這種材料具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容小,。

鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng)用,，因?yàn)樵诘皖l時(shí)他們主要程電感特性，使得線上的損耗很小,。在高頻情況下,，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實(shí)際應(yīng)用中,，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的,。

實(shí)際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián),，低頻下電阻被電感短路,，高頻下電感阻抗變得相當(dāng)高，以至于電流全部通過電阻,。

鐵氧體是一個(gè)消耗裝置,，高頻能量在上面轉(zhuǎn)化為熱能,，這是由他的電阻特性決定的,。鐵氧體磁珠與普通的電感相比具有更好的高頻濾波特性。

鐵氧體在高頻時(shí)呈現(xiàn)電阻性,，相當(dāng)于品質(zhì)因數(shù)很低的電感器,，所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高高頻濾波效能,。

在低頻段,，阻抗由電感的感抗構(gòu)成，低頻時(shí)R很小,，磁芯的磁導(dǎo)率較高,，因此電感量較大，L起主要作用,，電磁干擾被反射而受到抑制,；并且這時(shí)磁芯的損耗較小,，整個(gè)器件是一個(gè)低損耗、高Q特性的電感,，這種電感容易造成諧振因此在低頻段,，有時(shí)可能出現(xiàn)使用鐵氧體磁珠后干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象。

在高頻段,，阻抗由電阻成分構(gòu)成,，隨著頻率升高，磁芯的磁導(dǎo)率降低,，導(dǎo)致電感的電感量減小,，感抗成分減小。

但是,，這時(shí)磁芯的損耗增加,，電阻成分增加，導(dǎo)致總的阻抗增加,，當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時(shí),，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板,、電源線和數(shù)據(jù)線上,。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾,。

鐵氧體磁環(huán)或磁珠于抑制信號線,、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力,。使用片式磁珠還是片式電感主要還在于實(shí)際應(yīng)用場合,。

在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時(shí),，使用片式磁珠是上佳的選擇,。