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开关噪声-EMC

使用电感降低噪声

使用电感和铁氧体磁珠降低噪声的对策

上一篇文章中介绍了电感的基本特性。本文将介绍实际的噪声对策,并通过与铁氧体磁珠(电感大家族的成员,同样经常被用于降噪对策)的比较来展开话题。

使用电感的降噪对策

仅使用电容无法充分消除噪声时,可以考虑使用电感。降噪对策中使用的电感大致有两种。

 ①绕组型电感:构成滤波器
 ②铁氧体磁珠:将噪声转换为热

电感和铁氧体磁珠的阻抗特性

在进入使用电感和铁氧体磁珠降噪的对策介绍之前,先来了解一下它们的基本特性。虽然铁氧体磁珠被归类为电感,但其频率-阻抗特性与普通电感不同。

铁氧体磁珠与普通电感相比,具有电阻分量R较大、Q值较低的特性。利用该特性可消除噪声。

另外,直流电流特性也不同。

普通的电感可容许较大的直流叠加电流,只要在其范围内,阻抗不怎么受直流电流的影响,谐振点也几乎不变。相比之下,铁氧体磁珠对于直流电流容易饱和,饱和会导致电感值下降,谐振点向高频段转移。这会导致滤波器特性变化,因此需要特别注意。

下面开始介绍使用电感和铁氧体磁珠降低噪声的对策。

①绕组型电感:构成滤波器

下面是关于使用了电感的π型滤波器的介绍。在低频段,因电感和电容而发挥低通滤波器的作用。到了高频段,由于电感会变现为电容、电容会表现为电感,从而π型滤波器起到高通滤波器的作用,因此无法获得噪声消除效果。

②铁氧体磁珠:将噪声转换为热

铁氧体磁珠在低频段基本上也起到低通滤波器的作用。但是,如前所述,在这个频段对于直流电流容易饱和,使用这种电感值下降的铁氧体磁珠很难消除目标频段的噪声。

接下来请看右侧的曲线图。电抗降低并存在与电阻分量交叉的点。当超过这个被称为“交叉点”的频段后,铁氧体磁珠将起到电阻的作用,具有将噪声转换为热的功能。这是与内置绕组型电感的滤波器之间的巨大差异。而在更高频段,则与绕组型电感相同,发挥高通滤波器的作用。

使用了铁氧体磁珠的滤波器,不仅可将噪声旁路消除,还可将噪声转换为热,因此有望实现优异的噪声消除性能。但是,需要注意其直流偏置电流特性。

关键要点:

・用于降噪对策的电感,大致可以分为绕组型电感构成的滤波器和利用铁氧体磁珠进行热转换两种。

・铁氧体磁珠与普通电感相比,具有电阻分量R较大、Q值较低的特性。

・普通的电感可容许较大的直流叠加电流,只要在其范围内,阻抗不怎么受直流电流的影响。

・铁氧体磁珠对于直流电流容易饱和,饱和会导致电感值下降,谐振点向高频段转移。

・普通电感构成的滤波器,可选电感值的范围较宽。

・铁氧体磁珠的Q值较低,因此在较宽频率范围内具有有效的降噪效果。