鐵氧體磁環(huán)在汽車電子設(shè)備電磁兼容性中的作用

輻擾

輻擾是由天線發(fā)出的。由于帶電電線電纜可視為等效天線，汽車電子設(shè)備線束的輻擾非常嚴(yán)重。根據(jù)麥克斯韋方程，典型單極天線的輻射電磁場(chǎng)為

對(duì)于球面坐標(biāo)，I是天線電流，l是天線長(zhǎng)度，r是天線到場(chǎng)點(diǎn)的距離，w是角頻率，e0是空氣介電常數(shù)，l是電磁波長(zhǎng)。為了減少h和e，I和l可以減少，r可以增加。

總之，車外的電磁干擾隨著工作距離的增加而減小。只有當(dāng)它自身的能量非常大時(shí)，它才能影響到遠(yuǎn)處汽車的電子設(shè)備。多年的研究結(jié)果表明，高能電磁效應(yīng)對(duì)人體健康有害。目前，已經(jīng)制定了各種相應(yīng)的電磁標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制這種干擾，從而減少汽車電子設(shè)備的影響。

車體的靜電干擾和車內(nèi)的電磁干擾，由于干擾距離短，干擾時(shí)間長(zhǎng)，干擾強(qiáng)度相對(duì)較大。由于汽車電子設(shè)備形成以電池和交流發(fā)電機(jī)為核心電源、車身為公共接地的電氣網(wǎng)絡(luò)，所有線束通過(guò)電源和地線相互傳導(dǎo)干擾，相鄰導(dǎo)線之間存在感應(yīng)干擾，而非相鄰導(dǎo)線也因天線效應(yīng)而輻射L干擾。這使得車內(nèi)干擾綜合了三種方式，干擾成分更多，干擾頻率更寬，是汽車電子設(shè)備遭受的主要電磁干擾。解決這兩種電磁干擾問(wèn)題可以同時(shí)提高汽車電子設(shè)備對(duì)車外電磁干擾的抗干擾能力，從而降低設(shè)備工作異常或損壞的可能性。

提高電子設(shè)備電磁兼容性的措施

汽車電子設(shè)備的電磁兼容性包括兩個(gè)方面:一是電磁發(fā)射，即測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾的發(fā)射水平；第二個(gè)是電磁靈敏度，它衡量系統(tǒng)抵抗電磁干擾的能力，以達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)前面的分析，要提高汽車電子設(shè)備的電磁性能，可以考慮三個(gè)方面:一是降低設(shè)備發(fā)出的電磁干擾強(qiáng)度；第二是抑制電磁干擾的傳播。第三是降低設(shè)備電磁敏感元件接收到的干擾強(qiáng)度。

EMI濾波器的設(shè)計(jì)與選擇

吸收電磁干擾濾波器根據(jù)其具體應(yīng)用可分為三類:小信號(hào)濾波器、中間濾波器和功率濾波器。

(1)小信號(hào)濾波器主要用于吸收多股并行信號(hào)傳輸?shù)母郊痈蓴_，如交換機(jī)數(shù)據(jù)連接、計(jì)算機(jī)主機(jī)與顯示器之間的電纜、主機(jī)與磁盤驅(qū)動(dòng)器之間的電纜干擾等。這種類型的濾波器通常制成多孔平板或扁平盒，每條信號(hào)線相當(dāng)于穿過(guò)一個(gè)單匝磁芯。對(duì)于不同的干擾頻段，要求濾波器具有不同的阻抗峰值頻率點(diǎn)，這可以通過(guò)選擇不同的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，阻抗主要由磁芯的長(zhǎng)度來(lái)控制。

(2)中間濾波器的放置必須首先知道電路上哪個(gè)元件是干擾源，如晶體管或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管引起的過(guò)沖現(xiàn)象，然后濾波器可以直接放置在干擾元件的連接器上。如果干擾源不易確定，但干擾傳輸路徑清晰，則可以在特定電路上設(shè)置濾波器。扼流圈也屬于這種濾波器，它通常是環(huán)形的，允許所有可能的干擾線通過(guò)或圍繞磁芯。扼流圈的優(yōu)點(diǎn)是它有很寬的頻帶和阻抗，但要配置扼流圈，必須注意每條線路之間的絕緣和電容。

(3)共模扼流圈。就電力濾波器組件而言，由于大電流通過(guò)其線路，應(yīng)注意磁芯的負(fù)載。這種濾波器包括應(yīng)用于開關(guān)電源的共模扼流圈和電源線扼流圈。對(duì)于電力線上的特殊差模扼流圈，由于偏置電流較大，的材料是選擇復(fù)合磁粉芯，它是由金屬軟磁粉末經(jīng)絕緣包裹壓制回火而成。不僅提高了材料的抗飽和強(qiáng)度，而且磁芯的電阻率比純金屬軟磁材料高幾倍，因此可以應(yīng)用于更高的頻段。盡管磁粉芯的初始磁導(dǎo)率不是很高，但是通過(guò)增加匝數(shù)可以獲得高阻抗能力。共模扼流圈通常纏繞在高磁導(dǎo)率的鐵氧體磁芯上，其電感值通常為15mH~20mH。

金屬軟磁粉芯

(3)損耗低，頻率穩(wěn)定性好，頻率范圍寬。各種材料和不同磁導(dǎo)率的金屬軟磁粉芯可以適用于從幾十赫茲到高達(dá)30兆赫的非常寬的頻帶。這一特性遠(yuǎn)不如金屬軟磁和非晶微晶軟磁。

(4)由于上述三個(gè)優(yōu)點(diǎn)，金屬軟磁粉芯具有良好的交流/DC疊加穩(wěn)定性。這對(duì)于交流和DC場(chǎng)同時(shí)存在的許多應(yīng)用具有重要意義。這也是它優(yōu)于其他軟磁材料的地方。

(5)具有良好的磁穩(wěn)定性。該功能對(duì)于使用和確保產(chǎn)品質(zhì)量非常重要。如果磁性能的穩(wěn)定性得不到保證，非常精密的儀器將無(wú)法使用，并造成損失。金屬軟磁粉芯在頻率穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性方面優(yōu)于其他材料。

⑥它還具有其他軟磁材料所不具備的非常重要和獨(dú)特的優(yōu)良特性，即良好的性能可控性。也就是說(shuō)，在生產(chǎn)各種軟金屬磁粉芯的過(guò)程中，人們能通過(guò)嗎？控制和改變其生產(chǎn)工藝和技術(shù)條件，生產(chǎn)出各種性能獨(dú)特的金屬軟磁粉芯，地滿足各種使用條件下的各種要求。這有利于提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量嗎？數(shù)量，特別是在高技術(shù)和力量領(lǐng)域，具有重大意義。