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開關雜訊-EMC

使用電感降低雜訊

使用電感和鐵氧體磁珠降低雜訊的對策

上一篇文章中介紹了電感的基本特性。本文將介紹實際的雜訊對策,並透過與鐵氧體磁珠(電感大家族的成員,同樣經常被用於降噪對策)的比較來展開話題。

使用電感的降噪對策

僅使用電容無法充分消除雜訊時,可以考慮使用電感。降噪對策中使用的電感大致有兩種。

 ①線圈型電感:構成濾波器。
 ②鐵氧體磁珠:將雜訊轉換為熱。

電感和鐵氧體磁珠的電阻特性

在進入使用電感和鐵氧體磁珠降噪的對策介紹之前,先來瞭解一下它們的基本特性。雖然鐵氧體磁珠被歸類為電感,但其頻率-電阻特性與普通電感不同。

鐵氧體磁珠與普通電感相比,具有電阻分量R較大、Q值較低的特性。利用該特性可消除雜訊。

另外,直流電流特性也不同。

普通的電感可額定較大的直流疊加電流,只要在其範圍內,電阻不怎麼受直流電流的影響,諧振點也幾乎不變。相比之下,鐵氧體磁珠對於直流電流容易飽和,飽和會導致電感值下降,諧振點向高頻段轉移。這會導致濾波器特性變化,因此需要特別注意。

下面開始介紹使用電感和鐵氧體磁珠降低雜訊的對策。

①線圈型電感:構成濾波器

下面是關於使用了電感的π型濾波器的介紹。在低頻段,因電感和電容而發揮低通濾波器的作用。到了高頻段,由於電感會變現為電容、電容會表現為電感,從而π型濾波器起到高通濾波器的作用,因此無法獲得雜訊消除效果。

②鐵氧體磁珠:將雜訊轉換為熱

鐵氧體磁珠在低頻段基本上也起到低通濾波器的作用。但是,如前所述,在這個頻段對於直流電流容易飽和,使用這種電感值下降的鐵氧體磁珠很難消除目標頻段的雜訊。

接下來請看右側的曲線圖。電抗降低並存在與電阻分量交叉的點。當超過這個被稱為“交叉點”的頻段後,鐵氧體磁珠將起到電阻的作用,具有將雜訊轉換為熱的功能。這是與內建線圈型電感的濾波器之間的巨大差異。而在更高頻段,則與線圈型電感相同,發揮高通濾波器的作用。

使用了鐵氧體磁珠的濾波器,不僅可將雜訊旁路消除,還可將雜訊轉換為熱,因此有望實現優異的雜訊消除性能。但是,需要注意其直流偏置電流特性。

重點:

・用於降噪對策的電感,大致可以分為繞組型電感構成的濾波器和利用鐵氧體磁珠進行熱轉換兩種。

・鐵氧體磁珠與普通電感相比,具有電阻分量R較大、Q值較低的特性。

・普通的電感可容許較大的直流疊加電流,只要在其範圍內,電阻不怎麼受直流電流的影響。

・鐵氧體磁珠對於直流電流容易飽和,飽和會導致電感值下降,諧振點向高頻段轉移。

・普通電感構成的濾波器,可選電感值的範圍較寬。

・鐵氧體磁珠的Q值較低,因此在較寬頻率範圍內具有有效的降噪效果。


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