第4章滤波技术5.铁氧体EMI抑制元件的安装.ppt

图 4-24 实际电感的等效电路 图 4-25 实际电感的频率特性 　　说明: ① 实际电感在谐振频率以下比理想电感的阻抗更高, 在谐振点达到最大。 利用这个特性, 可以通过调整电感的电感量和绕制方法使电感在特定的频率上谐振, 从而抑制特定频率的干扰。  　　② 由于开放磁芯会产生漏磁, 因此会在电感周围产生较强的磁场, 对周围的电路产生干扰。 为了避免这个问题, 尽量使用闭合磁芯。  　　 ③ 与漏磁现象相反的是开放磁芯电感对外界的磁场也十分敏感(收音机内的磁性天线就是一个利用这个特性的例子), 因此, 要注意电感拾取外界噪声而增加电路敏感度的问题。  　　为了防止上述电感本身的电磁兼容问题, 往往将电感屏蔽起来。 当频率较高时, 可以用铜或铝等导电性良好的材料; 当频率较低时, 要采用高磁导率的材料。  　　电感线圈电感量的估算: 绕制线圈时, 怎样估算线圈的电感量呢? 如果能够得到磁芯的详细技术参数, 当然可以利用公式计算电感量。 但是大多数场合, 我们手头只有一个现成的磁芯, 想用这个磁芯制作一个电感。 这时, 可以先在这个磁芯上绕9匝, 用电感表测量其电感量, 设读数为L0, 如果你需要的电感量为L, 应该绕制的匝数N为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(4-8) 　　2. 电感的主要参数 　　电感的主要参数有电感量、 品质因数、 标称电流值、 稳定性等。  　　(1) 电感量。 电感量的基本单位是亨利, 用字母H表示。 当通过电感线圈的电流每秒钟变化 1 A 所产生的感应电动势是 1 V 时, 线圈的电感是1 H。 线圈电感量的大小主要取决于线圈的圈数、 绕制方式及磁芯材料等。 线圈圈数越多, 绕制的线圈越密集, 电感量越大; 线圈内有磁芯的比无磁芯的大; 磁芯导磁率越大, 电感量越大。  　　电感的换算单位有毫亨(mH)、 微亨(μH)、 纳亨(nH), 其单位换算关系为 1 H=103 mH=106 μH=109 nH 　　电感线圈的允许误差为±(0.2％～20％)。 通常, 用于谐振回路的电感线圈精度比较高, 而用于耦合回路、 滤波回路、 换能回路的电感线圈精度比较低, 有的甚至无精度要求。 精密电感线圈的允许误差为±(0.2％～0.5％)。 耦合回路电感线圈的允许误差为±(10％～15％)。 高频阻流圈、 镇流器线圈等的允许误差为±(10％～20％)。  　　(2) 品质因数。品质因数是衡量电感线圈质量的重要参数, 用字母Q表示。 Q值的大小表明了线圈损耗的大小, Q值越大, 线圈的损耗就越小; 反之就越大。 品质因数Q在数值上等于线圈在某一频率的交流电压下工作时, 线圈所呈现的感抗和线圈的直流电阻的比值, 即 式中: Q为电感线圈的品质因数(无量纲); L 为电感线圈的电感量(H); R 为电感线圈的直流电阻(Ω); f为电感线圈的工作电压频率(Hz)。  　　(3) 分布电容。 任何电感线圈, 其匝与匝之间、 层与层之间、 线圈与参考地之间、 线圈与磁屏蔽之间等都 存在一定的电容, 这些电容称为电感线圈的分布电容。 若将这些分布电容综合在一起, 就成为一个与电感线圈并联的等效电容C。  　 当电感线圈的工作电压频率高于线圈的固有频率时, 其分布电容的影响就超过了电感的作用(见电感线圈固有频率f0的计算表达式), 使电感变成了一个小电容。 因此, 电感线圈必须工作在小于其固有频率下。 电感线圈的分布电容是十分有害的, 在其制造中必须尽可能地减小分布电容。 减小分布电容的有效措施有:  　　电容的谐振频率由ESL和C共同决定, 电容值或电感值越大, 则谐振频率越低, 也就是电容的高频滤波效果越差。 ESL除了与电容器的种类有关外, 电容的引线长度是一个十分重要的参数, 引线越长, 则电感越大, 电容的谐振频率越低。 因此在实际工程中, 要使电容器的引线尽量短, 电容器的正确安装方法和不正确安装方法如图 4-20 所示。  图 4-20 滤波电容器的正确安装方法与错误安装方法 　　根据LC电路串联谐振的原理, 谐振点不仅与电感有关, 还与电容有关, 电容越大, 谐振点越低。 许多人认为电容器的容值越大, 滤波效果越好, 这是一种误解。 电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好, 但是由于电容在较低的频率发生了谐振, 阻抗开始随频率的升高而增加, 因此对高频噪声的旁路效果变差。 表 4-2 是不同容量瓷片电容器的自谐振频率, 电容的引线长度是 1.6 mm。  表4-2 不同容量瓷片电容器的自谐振频率 　　尽管从滤除高频噪声的角度看, 不希望有电容谐振, 但是电容的谐振并不总是有害的。 当要滤除的噪声频率确定时, 可以通过调整电容的容量