電磁兼容測試中，磁珠和電感在解決EMC和EMI方面有何效果？

磁珠和電感正在解決EMI和EMC層次效果有什么不同，各有什么特點，應(yīng)用磁珠效果會更好嗎？原則上，磁珠可以等同于一個電感，所以磁珠在原理上EMI和EMC電路等于抑制電感，主要是抑制高頻傳輸電磁干擾。

磁珠可以等同于電感，但這種等效電感不同于電感線圈。磁珠與電感線圈的最大區(qū)別在于電感線圈具有分布電容。因此，電感線圈相當(dāng)于電感與電容并聯(lián)。如圖1所示。在圖1中，LX等效電感(理想電感)，RX線圈的等效電阻，CX電感的分布電容。

理論上抑制傳輸電磁干擾，規(guī)定抑制電感的電感越大越好，但對于電感線圈，電感越多，電感線圈的分布電容越大，兩者的效果可能相互抵抗。

普通電感線圈的阻抗與頻率之間的關(guān)系圖。從圖中可以看出，電感線圈的阻抗隨頻率的增加而增加，但當(dāng)其阻抗增加到最高值時，由于并聯(lián)電容的作用，阻抗隨頻率的增加而迅速下降。當(dāng)阻抗增加到最高值時，電感線圈的分布電容等效電感引起并聯(lián)諧振。在圖中，L1>L2>L3.可見電感線圈的電感越多，諧振頻率越低。從圖2可以看出，如果頻率為1，MHz抑制電磁干擾，選擇L1還不如采用L3，由于L3的電感比L一小十倍以上，因此L3成本也要比L1低很多。

如果我們想進(jìn)一步提高抑制頻率，那么我們最終選擇的電感線圈必須是它的最小規(guī)定值，只有1圈或不到1圈。磁珠，即穿心電感，是一個匝數(shù)小于1圈的電感線圈。但穿心電感比單圈電感線圈的分布電容小幾倍到幾十倍，因此穿心電感的輸出功率高于單圈電感線圈。

穿心電感的電感量一般比較小，大概在幾微亨到幾十微亨之間。電感量的大小與穿心電感中導(dǎo)線的大小和長度以及磁珠的截面有關(guān)，但與磁珠電感量的是磁珠的相對導(dǎo)磁率。圖3.圖4是指導(dǎo)線和穿心電感的原理圖。在計算穿心電感時，首先計算圓截面直導(dǎo)線的電感，然后乘以磁珠的相對導(dǎo)磁率計算穿心電感的電感。

此外，當(dāng)穿心電感的輸出功率很高時，磁珠體內(nèi)會產(chǎn)生渦旋，相當(dāng)于減少穿心電感的導(dǎo)磁率。此時，我們通常使用合理的導(dǎo)磁率。合理的導(dǎo)磁率是磁珠在一定輸出功率下的相對導(dǎo)磁率。但由于磁珠的工作頻率只是一個范疇，所以平均導(dǎo)磁率在實際應(yīng)用中很常用。

低頻時，一般磁珠的相對導(dǎo)磁率很高（超過100），但高頻時的合理導(dǎo)磁率只有相對導(dǎo)磁率的幾分之一甚至幾十分之一。因此，磁珠也有截止頻率問題頻率是將磁珠的高效導(dǎo)磁率降低到接近1時的工作頻率fc，此時，磁珠已經(jīng)失去了電感的功效。一般磁珠的截至頻率fc都在30～300MHz中間，截止頻率與磁珠材料有關(guān)，一般磁芯材料導(dǎo)磁率越高，截止頻率越高fc相反，低頻磁芯材料的渦流損耗越小。用戶在進(jìn)行電路設(shè)計時，可以規(guī)定磁芯材料供應(yīng)商對磁芯輸出功率和合理導(dǎo)磁率進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，或者各輸出功率下穿心電感的趨勢圖。圖5是穿心電感的次數(shù)趨勢圖。

磁珠的另一個用途是做電磁屏蔽，它的電磁屏蔽效果比屏蔽線的屏蔽效果好，這是普通人不太注意的。其應(yīng)用方法是讓一雙導(dǎo)線穿過磁珠中間，當(dāng)電流從雙導(dǎo)線流過時，大部分磁場集中在磁珠中，磁場不會輻射；因為磁場在磁珠中產(chǎn)生渦旋，渦旋導(dǎo)致電纜方向與導(dǎo)體表面電纜方向相反，相互抵抗，因此磁珠對電場也有屏蔽作用，即磁珠對導(dǎo)體中的磁場有很強(qiáng)的屏蔽作用。

利用磁珠進(jìn)行電磁屏蔽的優(yōu)點是磁珠不需要接地，可以避免屏蔽線接地的麻煩。用磁珠作為電磁屏蔽，對于雙導(dǎo)線，也相當(dāng)于連接路線中的共模抑制電感，對共模干擾信號有很強(qiáng)的抑制作用。

可見，電磁兼容測試中，電感線圈主要用于低頻電磁干擾EMI抑制，磁珠主要用于高頻干擾信號EMI抑制，因此，對一個寬頻段的電磁干擾進(jìn)行了抑制，EMI抑制，必須同時選擇多種不同性質(zhì)的電感才能合理。此外，共模傳輸電磁干擾還應(yīng)進(jìn)行EMI抑制，要注意抑制電感與Y電容的連接。Y電容和抑制電感應(yīng)盡可能靠近電源的鍵入端，即電源插頭的位置，高頻電感應(yīng)盡可能靠近Y電容，Y電容應(yīng)盡可能靠近連接地面的地線（三心電源線的地線）EMI抑制是有效的。