1. 鐵氧體EMI抑制器件的應(yīng)用

鐵氧體抑制器件廣泛應(yīng)用于PCB、電源線和數(shù)據(jù)線上。

1）鐵氧體EMI抑制器件在PCB上的應(yīng)用：EMI設(shè)計的首要方法是源頭抑制

法，即在PCB上的EMI源頭處將EMI進行抑制。這個設(shè)計思想是將噪聲限制在小的區(qū)域，避免高頻噪聲耦合到其它電路，而這些電路通過連接線纜可能產(chǎn)生更強的輻射。

PCB上的EMI源頭來自于數(shù)字電路。其高頻電流在電源線和地之間產(chǎn)生一個共模電壓降，造成共模騷擾。電源線或信號線上的去耦電容會將IC開關(guān)的高頻噪聲短路，但是去耦電容常常會引起高頻諧振，造成新的騷擾。在電路板的電源進口處加上鐵氧體抑制磁珠會有效地將高頻噪聲衰減掉。

2）鐵氧體EMI抑制器件在電源線上的應(yīng)用：電源線會把外界電網(wǎng)的騷擾、開關(guān)電源的噪聲傳遞到主機板上。在電源的輸出口和PCB電源線的入口設(shè)置鐵氧體抑制器件，既可抑制電源與PCB之間高頻騷擾的傳輸，也可抑制PCB之間高頻噪聲的相互騷擾。

值得注意的是：在電源線上應(yīng)用鐵氧體器件時，有時有偏流存在。鐵氧體的阻抗和插入損耗隨著偏流的增加而降低。當偏流增加到一定值時，鐵氧體抑制器件會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。在EMC設(shè)計時要考慮飽和時插入損耗降低的問題。鐵氧體的磁導率越低，插入損耗受偏流的影響越小，越不容易飽和。所以用在電源線上的鐵氧體抑制器件，要選擇磁導率低的材料和橫截面積大的元件。

當偏流較大時，可將電源的出線（AC的火線，DC的正線）與回線（AC的中線，DC的地線）同時穿入一個磁芯/磁環(huán)。這樣可以避免飽和，此時就可以抑制共模噪聲。

3）鐵氧體抑制元件在信號線上的應(yīng)用：鐵氧體抑制元件最常用的地方就是

信號線。比如在某些產(chǎn)品中，EMI信號會通過主機到顯示的電纜傳入到主機的驅(qū)動電路，然后耦合到CPU，使電路不能正常工作。同時主機板的數(shù)據(jù)或噪聲也可以通過連接電纜線輻射出去。鐵氧體磁珠可以用在驅(qū)動電路與顯示電路之間，將高頻噪聲抑制。而對數(shù)據(jù)信號可以幾乎無損耗地通過鐵氧體磁珠。

扁平電纜也可用專用的鐵氧體抑制器件，將噪聲抑制在其輻射之前。

2. 鐵氧體EMI抑制器件的選擇

鐵氧體抑制器件有多種材料、形狀和尺寸可供選擇。為選擇合適的抑制元件，

使其對噪聲的抑制更有效，設(shè)計工程師需要知道要抑制的EMI信號的頻率和強度、要求抑制的效果，即插入損耗以及允許占用的空間，包括磁芯的內(nèi)徑、外徑和長度尺寸。

鐵氧體磁環(huán)的尺寸確定：磁環(huán)的內(nèi)外徑差越大，軸向越長，阻抗越大。但內(nèi)徑一定要包緊導線。因此，要獲得大的衰減，應(yīng)盡量使用體積較大的磁環(huán)。

共模扼流圈的匝數(shù)：增加穿過磁環(huán)的匝數(shù)可以增加低頻的阻抗，但是由于寄生電容的增加，高頻的阻抗會減小，所以盲目增加匝數(shù)來增加衰減量是一個常見的錯誤。當需要抑制的干擾頻帶較寬時，可在兩個磁環(huán)上繞不同的匝數(shù)。

比如，某設(shè)備有兩個超標輻射的頻率點，一個為40MHz，另一個為較高頻率比如，》300MHz。如果檢測確定是由于電纜的共模輻射所導致。在電纜上套一個磁環(huán)繞1匝，大于300MHz的干擾明顯減小，不再超標。但是，40MHz頻率仍然超標。再使用一個磁環(huán)將電纜在磁環(huán)上繞大于3匝，40MHz干擾減小，不再超標。這是由于增加電纜上的鐵氧體磁環(huán)的個數(shù)可以增加低頻的阻抗，繞制的圈數(shù)增大時，高頻的阻抗會減小。而出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因是寄生電容增加的緣故。由于鐵氧體磁環(huán)的效果取決于原來共模環(huán)路的阻抗，原來回路的阻抗越低，則磁環(huán)的效果越明顯。因此當原來的電纜兩端如果安裝了電容式濾波器時，其阻抗很低，此時磁環(huán)的效果會更明顯。

注意：鐵氧體磁珠屬于能耗型器件。它以熱的形式消耗高頻能量。這只能用電阻而不是電感的特性來解釋。

不同的鐵氧體抑制材料有不同的最佳抑制頻率范圍，這與初始磁導率有關(guān)。通常材料的初始磁導率越高，適用抑制的頻率就越低。表1是常用的幾種抑制鐵氧體材料的通用適用頻率范圍

表1常用的抑制鐵氧體材料的適用范圍

表1給出了常用高頻鐵氧體磁性材料的初始磁導率和最佳抑制頻率的關(guān)系，在有直流或低頻交流偏流的情況下，要考慮到抑制性能的下降和飽和，盡量選用磁導率低的材料。而對于使用在電源線上的交流輸入端應(yīng)用的共模電感的磁芯，由于需要抑制10MHz以下的共模干擾噪聲，此時需要選擇初始磁導率更高的磁芯參數(shù)，推薦使用7000到10K的范圍。

鐵氧體材料選定之后，需要選定抑制元件的形狀和尺寸。抑制元件的形狀和尺寸影響到對噪聲的抑制效果。

一般來說，鐵氧體的體積越大，抑制效果越好。在體積一定時，形狀長而細的比形狀短而粗的阻抗要大，抑制效果更好。但在有DC或AC偏流的情況下，要考慮到磁飽和的問題。鐵氧體抑制元件的橫截面積（Ae參數(shù)值）越大，越不容易飽和，可承受的偏流越大。另外，鐵氧體的內(nèi)徑越小，抑制效果越好。

總之，鐵氧體抑制器件選擇的原則是，在使用空間允許的條件下，選擇盡量長、盡量厚和內(nèi)孔盡量小的鐵氧體抑制器件。

3. 鐵氧體EMI抑制器件的安裝

同樣的鐵氧體抑制器件，由于安裝的位置不同，器抑制效果會有很大的差異。

在大部分情況下，鐵氧體抑制器件應(yīng)該安裝在盡可能接近騷擾源的地方。這

樣可以防止噪聲耦合到其它地方，在那些地方的噪聲可能更難抑制。但是在I/O電路中，在導線或電纜進入或引出屏蔽殼的地方，鐵氧體器件應(yīng)盡可能安裝在靠近屏蔽殼的進出口處，以避免噪聲在經(jīng)過鐵氧體抑制器件之前就耦合到其它地方。

注意：鐵氧體磁芯器件如果穿在電纜上后建議用熱縮管封好放置。