磁環(huán)的選型與應(yīng)用

來源：風(fēng)陵渡口話EMC 更新時間：2024-07-20 閱讀：

01、磁環(huán)的選型

應(yīng)根據(jù)需要抑制的頻率段，來選擇磁環(huán)的材質(zhì)；再根據(jù)線徑的粗細(xì)選擇合適內(nèi)徑尺寸的磁環(huán)，在相同材質(zhì)的情況下，需要確定磁環(huán)的長度。

磁環(huán)材質(zhì)的選擇

用于線纜濾波的磁環(huán)，使用的材質(zhì)主要有錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、非晶磁環(huán)。根據(jù)噪聲頻率選擇對應(yīng)材質(zhì)的磁環(huán)：非晶磁環(huán)抑制頻段最低達(dá)KHz，錳鋅鐵氧體抑制頻段通常在MHz以上，鎳鋅鐵氧體抑制頻段達(dá)到百MHz以上。

【重要知識點】：鐵氧體磁環(huán)的磁導(dǎo)率越高，其低頻時的阻抗越大，高頻時的阻抗越小。

磁環(huán)尺寸的選擇

磁環(huán)的尺寸也是選型過程中需要重點關(guān)注，一般來說磁環(huán)的直徑和長度需要根據(jù)線纜直徑的尺寸和空間大小進行選擇，還要考慮磁環(huán)的安裝方式和固定位置等因素。在外觀上選擇“盡量長、盡量厚、內(nèi)徑盡量小”的磁環(huán)，即磁環(huán)越長越好，孔徑和所穿過的電纜結(jié)合越緊密越好。

【重要知識點】：在有直流或交流偏置的情況下，磁環(huán)存在飽和問題，橫截面積越大，越不易飽和。

圖1：夾扣式磁環(huán)

圖2：環(huán)形磁環(huán)

02、磁環(huán)的應(yīng)用場景

磁環(huán)被廣泛應(yīng)用于VGA線纜、AV線纜等高頻模擬信號

磁環(huán)的應(yīng)用場景

圖3：磁環(huán)在信號線纜噪聲抑制的應(yīng)用

【應(yīng)用說明】磁環(huán)應(yīng)用于高頻VGA線纜，高速HDMI線纜、USB線纜等噪聲干擾的抑制。

圖4：磁環(huán)在電源線濾波的應(yīng)用

【應(yīng)用說明】磁環(huán)應(yīng)用于AC電源線，DC電源線的共模干擾的抑制。

03、磁環(huán)的應(yīng)用注意事項

磁環(huán)濾波效果除受磁環(huán)本身的選型影響，還受到磁環(huán)的安裝位置、繞線圈數(shù)、繞線的方式等影響，磁環(huán)是易碎品，使用時需注意防護。

磁環(huán)安裝位置

圖5：磁環(huán)靠近端口處放置

磁環(huán)對部分噪聲頻點具有反射的作用，從而抑制了噪聲頻點通過線纜向外耦合的路徑，磁環(huán)安裝時應(yīng)盡量靠近源頭（線纜的進出口），才能達(dá)到最佳的濾波效果。

磁環(huán)繞匝的注意事項

圖6：磁環(huán)在AC電源線噪聲抑制的應(yīng)用（繞線5匝）

理論上磁環(huán)繞的匝數(shù)越多抑制效果越好，實際上寄生電容也隨著匝數(shù)的增加而增加，寄生電容降低了磁環(huán)的高頻抑制效果。磁環(huán)用于抑制低頻干擾，建議繞2-3匝，利用感量來抑制噪聲干擾；磁環(huán)用于抑制高頻干擾，磁環(huán)盡可能的不繞線，直接將磁環(huán)卡在線纜上，可選用長度較長的磁環(huán)。

圖7：磁環(huán)在DVI線纜噪聲抑制的應(yīng)用（磁環(huán)卡在線纜）

【磁環(huán)繞匝的注意事項說明】

對于信號線纜噪聲濾波，磁環(huán)通常不繞匝，選用磁環(huán)內(nèi)徑與線纜直徑穩(wěn)合的，磁環(huán)的長度較長的抑制效果更好。對于電源線噪聲濾波，磁環(huán)通常繞2-5匝，通常濾波效果較好，磁環(huán)選用壁厚的效果要優(yōu)于壁薄的。

用于3Pin（L/N+PE地線） AC電源濾波時，應(yīng)根據(jù)噪聲頻點選擇L、N線單獨
繞磁環(huán)、PE地線單獨繞磁環(huán)、L、N線+PE地線一起繞磁環(huán)的方式。
抑制150KHz-30MHz頻段是L、N線單獨繞磁環(huán)的方式，且磁環(huán)材質(zhì)優(yōu)選非晶磁
環(huán)，次選錳鋅鐵氧體磁環(huán)；抑制150KHz-30MHz頻段有時選擇PE地線單獨繞磁
環(huán)的方式，根據(jù)干擾頻點設(shè)定繞制圈數(shù)。
對于30MHz以上的頻點通常采用L、N線單獨繞磁環(huán)，磁環(huán)材質(zhì)優(yōu)選錳鋅鐵氧
體，一般是繞線2-3匝即可，特殊情況需要在PE地線繞磁環(huán)2-3圈。