電感的寄生電容來自兩個方面,匝間電容和導(dǎo)線與磁芯間電容。磁芯的導(dǎo)電性越好,則寄生電容越大。鐵粉芯作磁芯時,由于它不導(dǎo)電,不僅寄生電容很小,而且當將繞線方式改為松散繞制時,電容下降了將近20%。用錳鋅鐵氧體作磁芯時,由于這種材料導(dǎo)電率較高,不僅電容量較大,而且與繞線方式關(guān)系不大。
減少電感寄生電容:
(1)起始端與終止端遠離(夾角大于40度)
(2)盡量單層繞制,并增加匝間距離
(3)多層繞制時,采用“漸進”方式繞,不要來回繞
(4)分組繞制(要求高時,用大電感和小電感串聯(lián)起來使用)
(5)干擾濾波器中的電感一般使用鐵氧體材料做磁芯。
導(dǎo)線穿過鐵氧體磁芯構(gòu)成的電感的阻抗雖然在形式上是隨著頻率的升高而增加,但是在不同頻率上,其機理是完全不同的。
低頻:阻抗由電感的感抗構(gòu)成。在低頻,磁芯的磁導(dǎo)率較高,因此電感較大。并且這時磁芯的損耗較小,整個器件是一個低損耗、高q特性的電感,這種電感容易造成諧振。因此在低頻,有時會有干擾增強的現(xiàn)象。
高頻: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,這時磁芯的損耗增加,電阻成分增加,導(dǎo)致總的阻抗增加。當高頻信號通過鐵氧體時,電磁能量以熱的形式耗散掉。
鐵氧體材料的選擇:根據(jù)要抑制干擾的頻率不同,選擇不同磁導(dǎo)率的鐵氧體材料。鐵氧體材料的磁導(dǎo)率越高,低頻的阻抗越大,高頻的阻抗越小。另外,一般導(dǎo)磁率高的鐵氧體材料介電常數(shù)較高,當導(dǎo)體穿過時,形成的寄生電容較大,這也降低了高頻的阻抗。
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(dǎo)線。因此,要獲得大的衰減,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,但是由于寄生電容增加,高頻的阻抗會減小。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)。
電纜上鐵氧體磁環(huán)的個數(shù):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,但高頻的阻抗會減小。這是因為寄生電容增加的緣故。
偏置電流的影響:當穿過鐵氧體磁環(huán)的導(dǎo)體上有電流時,鐵氧體的阻抗會減小,適當增加磁環(huán)的長度可以彌補這個損失。由于鐵氧體磁環(huán)主要對高頻干擾其抑制作用,而高頻干擾一般為共模干擾,因此在使用時,將載有電流及其回流的導(dǎo)線對同時穿過鐵氧體,就可以避免電流偏置,同時對共模干擾電流的衰減作用沒有改變。
鐵氧體磁環(huán)的安裝位置:一般盡量靠近干擾源。對于屏蔽機箱上的電纜,磁環(huán)要盡量靠近機箱的電纜進出口。
與電容式濾波連接器一起使用效果更好: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安裝了電容式濾波連接器時,其阻抗很低,磁環(huán)的效果更明顯。