如何选择和应用铁氧体

铁氧体抑制器件有多种材料、形状和尺寸可供选择。

为选择合适的抑制元件，使其对噪声的抑制更有效，设计工程师需要知道要抑制的EMI信号的频率和强度、要求抑制的效果，即插入损耗以及允许占用的空间，包括磁芯的内径、外径和长度尺寸。

• 铁氧体磁芯/磁环的尺寸确定：磁芯/磁环的内外径差越大，轴向越长，阻抗越大。但内径一定要包紧导线。因此，要获得大的衰减，应尽量使用体积较大的磁环。

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共模扼流圈的匝数：增加穿过磁环的匝数可以增加低频的阻抗，但是由于寄生电容的增加，高频的阻抗会减小，所以盲目增加匝数来增加衰减量是一个常见的错误。当需要抑制的干扰频带较宽时，可在两个磁环上绕不同的匝数。比如，某设备有两个超标辐射的频率点，一个为40MHz,另一个为500MHz。如果检测确定是由于电缆的共模辐射所导致。在电缆上套一个磁环绕1匝，500MHz的干扰明显减小，不再超标。但是，40MHz频率仍然超标。再使用一个磁环将电缆在磁环上绕大于3匝，40MHz干扰减小，不再超标。这是由于增加电缆上的铁氧体磁环的个数可以增加低频的阻抗，绕制的圈数增大时，高频的阻抗会减小。而出现这个现象的原因是寄生电容增加的缘故。由于铁氧体磁环的效果取决于原来共模环路的阻抗，原来回路的阻抗越低，则磁环的效果越明显。因此当原来的电缆两端如果安装了电容式滤波器时，其阻抗很低，此时磁环的效果会更明显。

注意：铁氧体磁珠属于能耗型器件。它以热的形式消耗高频能量。这只能用电阻而不是电感的特性来解释。不同的铁氧体抑制材料有不同的**抑制频率范围，这与初始磁导率有关。通常材料的初始磁导率越高，适用抑制的频率就越低。

下表给出了常用高频铁氧体磁性材料的初始磁导率和**抑制频率的关系，在有直流或低频交流偏流的情况下，要考虑到抑制性能的下降和饱和，尽量选用磁导率低的材料。而对于使用在电源线上的交流输入端应用的共模电感的磁性材料，由于需要抑制10MHz以下的共模干扰噪声，此时需要选择初始磁导率更高的磁性材料参数，推荐使用7000到10K的范围。

• 下表给出了常用高频铁氧体磁性材料的初始磁导率和**抑制频率的关系，在有直流或低频交流偏流的情况下，要考虑到抑制性能的下降和饱和，尽量选用磁导率低的材料。而对于使用在电源线上的交流输入端应用的共模电感的磁性材料，由于需要抑制10MHz以下的共模干扰噪声，此时需要选择初始磁导率更高的磁性材料参数，推荐使用7000到10K的范围。

初始磁导率        **抑制频率范围/MHz

        125                          >200

        850                          30-200

        2500                          10-30

        5000                          <10

铁氧体材料选定之后，需要选定抑制元件的形状和尺寸。抑制元件的形状和尺寸影响到对噪声的抑制效果。

• 一般来说，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，形状长而细的比形状短而粗的阻抗要大，抑制效果更好。但在有DC或AC偏流的情况下，要考虑到磁饱和的问题。铁氧体抑制元件的横截面积（Ae参数值）越大，越不容易饱和，可承受的偏流越大。另外，铁氧体的内径越小，抑制效果越好。
  

总之，铁氧体抑制器件选择的原则是，在使用空间允许的条件下，选择尽量长、尽量厚和内孔尽量小的铁氧体抑制器件。

同样的铁氧体抑制器件，由于安装的位置不同，器抑制效果会有很大的差异在大部分情况下，铁氧体抑制器件应该安装在尽可能接近骚扰源的地方。这样可以防止噪声耦合到其它地方，在那些地方的噪声可能更难抑制。但是在I/O电路中，在导线或电缆进入或引出屏蔽壳的地方，铁氧体器件应尽可能安装在靠近屏蔽壳的进出口处，以避免噪声在经过铁氧体抑制器件之前就耦合到其它地方。

注意：铁氧体磁性材料器件如果穿在电缆上后建议用热缩管封好放置。