共模濾波電感原理與軟磁材料的要求

點(diǎn)擊數(shù)：27102019-03-26 00:00:00　來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統(tǒng)測試、EMS系統(tǒng)測試、EMC測試附件、EMC測試天線

共模干擾的干擾頻率不盡相同，其形成的干擾類型與傳播機(jī)制也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。因此，根據(jù)干擾的不同來選擇不同的共模濾波電感軟磁材料就顯得非常有必要。本文將首先對共模濾波電感器的工作原理進(jìn)行介紹，而后再對共模電感中軟磁材料進(jìn)行介紹。      

舉例來說，對于共模干擾在1-10MHz頻段，其干擾衰減特性主要與線圈匝間電容等因素有關(guān)，在大于10MHz時(shí)，其它諸多因素，如漏感、總損耗等開始顯現(xiàn)作用，而對于0.01-1MHz頻段，電感器磁芯的電感量及其頻率特性則起重要作用，下面著重介紹電感器磁芯的特性。

共模電感器對磁芯軟磁材料的要求：    

1、在重點(diǎn)噪音頻段內(nèi)具有高的初始磁導(dǎo)率μi,可保證共模電感器有高的電感量或在同樣電感量時(shí)有低的匝數(shù)和分布電容，以便達(dá)到高的插入損耗；    

2、高飽和磁感BS，抵抗高幅值的干擾尖峰不飽和；      

3、更寬的μi頻率特性；        

4、好的溫度特性（-40-+120℃）；     

5、實(shí)際應(yīng)用中，要求能在非平衡電流（如漏電或三相負(fù)載不均衡等）引起的偏磁情況下，磁芯仍保持高磁導(dǎo)率不飽和。      

應(yīng)用軟磁材料     

工業(yè)上，共模磁芯通常使用軟磁鐵氧體環(huán)，盡管近年又出現(xiàn)了μ20000-30000的鐵氧體新材料，考慮到工作溫度，頻率特性等綜合因素，其主流仍使用μ7000-10000的鐵氧體環(huán)，但是，近年來鐵基納米晶磁環(huán)開始展現(xiàn)其競爭力，一方面，納米晶磁環(huán)μ80000以上的磁導(dǎo)率，-50至130℃的連續(xù)工作溫度范圍和良好的0-1MHz的頻率特性使其共模濾波的綜合特性大大提高，另一方面，價(jià)格也在逐漸降低，到目前為止，在中、大型磁環(huán)領(lǐng)域，其性價(jià)比已高出高μ鐵氧體環(huán)，尤其是在一些應(yīng)用中，例如，在三相、大功率以及電流不平衡（漏電等）場合，具有線性磁導(dǎo)率（經(jīng)特殊工藝處理）的納米晶磁環(huán)就有明顯的性能優(yōu)勢。

鐵基納米晶WUL型磁芯有以下特點(diǎn)：     

1、高初始磁導(dǎo)率μi-利于小型化，減少匝數(shù)和分布電容，有更好的共模噪聲衰減性能；      

2、高Bs--高抗飽和特性，良好的抗高幅值浪涌和尖峰干擾性能；    

3、高居里點(diǎn)Tc--連續(xù)工作溫度可達(dá)140℃（鐵氧體只有70-80℃）；      

4、電感溫度系數(shù)小-- -40℃至120℃范圍內(nèi)，電感變化率小于10%（鐵氧體達(dá)30%）；     

5、抗偏磁特性--可耐0.2Oe的偏磁場；       

6、WUL磁芯的頻率特性在1MHz以下的頻段內(nèi)，其磁導(dǎo)率均大于μ7000的鐵氧體。

    通常，用插入損耗來表征電源濾波器的濾波效果，在共模電容和差模元件相同的條件下對7K鐵氧體和納米晶WUL磁芯的插入損耗進(jìn)行了比較，在相同條件下，選擇了較小尺寸的WUL磁芯，在相同銅線匝數(shù)時(shí)，WUL磁芯的電感量高出6倍，插入損耗在全頻段（0.01-100MHz）均高于鐵氧體，特別是在低頻和較高頻段內(nèi)高出很多。

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