用铁氧体模型进行抑制电磁干扰的分析
E)铁氧体抗干扰磁芯的应用(26页)
铁氧体磁芯的等效电路见图中所示，若磁芯使用前后在ZL 上的电压分别为E1和E2，则磁芯对干扰的衰减作用为 A=20lg（E1/E2）=20lg（ZS+Z+ZL）/(ZS+ZL) 此式表明，信号源内阻ZS与负载阻抗ZL之和越小，而铁氧 体磁芯的等效阻抗Z 越大，则铁氧体磁芯对高频干扰的抑 制作用越好。
2008-3-30
QIANZHENYU
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3 铁氧体抗干扰磁芯的应用范围 不同的铁氧体材料有不同的最佳抑制频率范围，它与磁导 率有关。材料的磁导率越高，最佳衰减频率就越低；相 反，材料的磁导率越低，衰减频率就越高。所以锰锌铁氧 体比较适合于用在低频（例如30MHz或更低频率）的场 合 ； 而 镍 锌 铁 氧 体 比 较 适 用 在 高 频 （ 例 如 2 5 MHz～ 200MHz，或更高频率）的场合。 在有直流或低频交流电流偏流的情况，要考虑到抑制性能 的下降和饱和现象，应尽量用磁导率低的材料。
铁氧体抗干扰磁芯的应用
钱振宇
2008-3-30 QIANZHENYU 1
1 概述 铁氧体抗干扰磁芯是近年来发展起来的新型干扰抑制器 件，其作用相当于低通滤波器，较好地解决了电源线、信 号线和连接器的射频干扰抑制问题，而且具有使用简单、 方便、有效（使用时只要把铁氧体磁芯套在被保护线路 上，无需接地，利用铁氧体磁芯所对高频干扰所反映出来 的阻抗，使高频干扰得到有效抑制）、占用空间不大及价 格便宜等一系列优点，被获得了广泛的应用。
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表面贴装用磁珠 型号 A （mm） B （mm） C （mm） 阻抗（Ω） 25MHz 100MHz 33 70 68 45 94 100
铁氧体磁珠的原理及应用
铁氧体磁珠的原理及应用
1 铁氧体磁珠电磁干扰抑制元件
铁氧体磁珠是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。
它的切割方块制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。
电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料，许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。
这种材料的特点是高频损耗非常大。
对于抑制电磁干扰用的铁氧体磁珠，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。
磁导率μ可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增加。
因此，它的等效电路为由电感L和铁氧体磁铁电阻R组成的串联电路，L和R 都是频率的函数。
当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加，但是在不同频率时其机理是完全不同的。
在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制；并且这时磁
芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。
在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转。
铁氧体微粒对电磁屏蔽织物屏蔽性能的影响
2020年9月Cotton Textile Technology铁氧体微粒对电磁屏蔽织物屏蔽性能的影响田宏1刘哲2汪秀琛2李亚云3马廷钦4（1.辽东学院，辽宁丹东，118001；2.西安工程大学，陕西西安，710048；3.中原工学院，河南郑州，450007；4.普宁市源辉化纤有限公司，广东揭阳，515323）摘要：为解决普通不锈钢电磁屏蔽织物缺乏吸波特性的问题，采用铁氧体赋予不锈钢电磁屏蔽织物吸波特性。
测试了不同整理条件下制得织物的屏蔽效能和反射率，分析了整理后织物屏蔽性能和吸波性能的变化规律。
指出：采用铁氧体交联剂对不锈钢电磁屏蔽织物进行后整理可提升织物的屏蔽效能，并使织物具备一定吸波性能；铁氧体含量、微粒尺寸、分散剂含量及偶联剂含量对织物的屏蔽效能和反射率均有一定的影响；交联剂最佳配伍方案为铁氧体含量2.1g ，分散剂含量3.5g ，偶联剂含量1.4g ，铁氧体尺寸500目。
认为：铁氧体可用于开发吸波型电磁屏蔽织物。
关键词：铁氧体；电磁屏蔽织物；吸波性能；规律；功能整理中图分类号：TS101.92+3.9文献标志码：A文章编号：1000-7415（2020）09-0032-06Influence of Ferrite Particle on the Shielding Property ofElectromagnetic Shielding FabricTIAN Hong 1LIU Zhe 2WANG Xiuchen 2LI Yayun 3MA Tingqin 4（1.Eastern Liaoning University ，Liaoning Dandong ，118001；2.Xi ’an Polytechnic University ，Shaanxi Xi ’an ，710048；3.Zhongyuan University of Technology ，Henan Zhengzhou ，450007；4.Puning Yuanhui Chemical Fiber Co.，Ltd.，Guangdong Jieyang ，515323）AbstractIn order to solve the problems of common stainless steel electromagnetic shielding fabric lackingwith the wave absorption property ，ferrite was adopted to provide the wave absorption property of stainless steel elec⁃tromagnetic shielding fabric.The shielding function and reflectivity of fabrics finished with different conditions were tested.The change principle of the shielding property and wave absorption property of fabrics after finishing were ana⁃lyzed.It was pointed out that the shielding property of the fabrics could be improved by the after -finishing of stainless steel electromagnetic shielding fabric using ferrite cross -linking agent.The fabrics could also have a certain wave ab⁃sorption property.The ferrite amount ，particle size ，dispersing agent amount and coupling agent had a certain influ⁃ence on the shielding property and reflectivity of the fabric.The optimized compatibility scheme of the cross -linking agent was ferrite content 2.1g ，dispersing agent content 3.5g ，coupling agent 1.4g and ferrite size 500mesh.It is considered that ferrite can be used to develop wave absorbing electromagnetic shielding fabric.Key WordsFerrite ，Electromagnetic Shielding Fabric ，Absorbing Property ，Principle ，Functional Finishing1研究背景电磁屏蔽织物被广泛应用在电磁防护、电磁兼容等领域，常用来制作具有电磁防护作用的服装、柔性遮罩体、柔性隔离层、复合材料基体及隐身材料等多种产品，在电力电气、特种工业、航空航天、军事国防、电子信息、医疗测试及人体健康保护等领域有着巨大需求。
铁氧体磁珠抗干扰的原理
铁氧体磁珠抗干扰的原理
【大比特导读】铁氧体磁珠是一种发展非常快的抗干扰的组件，它最大的特点就是便宜还好用，只要在电路当中把它加进去，让电流穿过它，它就能发挥对电流几乎没有阻抗的特点，相对较高的电流呢则会产生较大的衰减作用，等于在电路当中串联了一个电感和一个电阻。
铁氧体磁珠是一种发展非常快的抗干扰的组件，它最大的特点就是便宜还好用，只要在电路当中把它加进去，让电流穿过它，它就能发挥对电流几乎没有阻抗的特点，相对较高的电流呢则会产生较大的衰减作用，等于在电路当中串联了一个电感和一个电阻。
打开了其实不仅仅是这样
铁氧体磁珠
其实我们都知道，当两个电磁设备通过电缆连接之后，那么电缆就相当于天线一样傲立在哪里，它们就具备了接收和传播并不相关的电子设备当中传出来的信号，这时候就会出现噪音和不可避免的干扰，而铁氧体磁珠的出现就很好的屏蔽了这些信号之间的干扰，保证电缆不会发送计划之外的其它任何干扰性的信号。
各种各样的铁氧体磁珠
铁氧体磁珠的单位是欧姆，一般以100MHz为标准，简单来说就是在100MHz频率的时候其阻抗相当于600欧姆，怎么样是不是觉得这个小圆柱非常的神器呢，这正是印证了那句老话，好用还不贵，让我们活在更加干净更少干扰的环境当中，铁氧体磁珠是我们最好的朋友们!
你们知道这个小圆柱是干什么的了吧!。
铁氧体抗干扰磁环
• 在低频段，铁氧体抗干扰磁环呈现出非常低的感 性阻抗值，不影响数据线或信号线上有用信号的 传输。
• 在高频段，从1MHz左右开始，阻抗增大，其感抗 分量仍保持很小，电阻性分量却迅速增加，当有 高频能量穿过磁性材料时，电阻性分量就会把这 些能量转化为热能耗散掉。这样就构成一个低通 滤波器，使高频噪音信号有大的衰减，而对低频 有用信号的阻抗可以忽略，不影响电路的正常工 作。
谢谢观赏
太仓科翔磁环 电话：13338684881
铁氧体抗干扰磁环特性
• 不同的材料铁氧体抗干扰磁环，有不同的最佳
抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就 越低。
• 此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体 积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好 ，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流 偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制 元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流越 大。
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰（ＥＭＩ）是经济简便而有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
那么什么是铁氧体呢？如何选择，怎样使用铁氧体元件呢？这篇文章将对这些问题作一简要介绍。
一、什么是铁氧体抑制元件铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
但颜色为黑灰色，故又称黑磁或磁性瓷。
铁氧体的分子结构为ＭＯ·Ｆe2Ｏ3，其中ＭＯ为金属氧化物，通常是ＭnＯ或ZnＯ。
衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率μ，饱和磁通密度Ｂs，剩磁Ｂr和矫顽力Ｈc等。
对于抑制用铁氧体材料，磁导率μ和饱和磁通密度Ｂs是最重要的磁性参数。
磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率。
μ＝△Ｂ／△Ｈ对于一种磁性材料来说，磁导率不是一个常数，它与磁场的大小、频率的高低有关。
当铁氧体受到一个外磁场Ｈ作用时，例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时，铁氧体磁环被磁化。
随着磁场Ｈ的增加，磁通密度Ｂ增加。
当磁场Ｈ场加到一定值时，Ｂ值趋于平稳。
这时称作饱和。
对于软磁材料，饱和磁场Ｈ只有十分之几到几个奥斯特。
随着饱和的接近，铁氧体的磁导率迅速下降并接近于空气图1 铁氧体的B-H曲线的导磁率(相对磁导率为１）如图１所示。
铁氧体的磁导率可以表示为复数。
实数部分μ'代表无功磁导率，它构成磁性材料的电感。
虚数部分μ"代表损耗，如图２所示。
μ＝μ'－jμ"图2 铁氧体的复数磁导率磁导率与频率的关系如图３所示。
在一定的频率范围内μ'值（在某一磁场下的磁导率）保持不变，然后随频率的升高磁导率μ'有一最大值。
频率再增加时，μ'迅速下降。
代表材料损耗的虚数磁导率μ"在低频时数值较小，随着频率增加，材料的损耗增加，μ"增加。
如图３所示，图中tanδ=μ"/μ'图3 铁氧体磁导率与频率的关系图4 铁氧体抑制元件的等效电路（a）和阻抗矢量图（b）二、铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗当铁氧体元件用在交流电路时，铁氧体元件是一个有损耗的电感器，它的等效电路可视为由电感Ｌ和损耗电阻Ｒ组成的串联电路，如图４所示。
铁氧体铁氧体磁环-铁氧体磁珠在抑制电磁干扰EMI
鐵氧體(鐵氧體磁環-鐵氧體磁珠)在抑制電磁干擾(EMI)中的應用用鐵氧體磁性材料抑制電磁干擾（ＥＭＩ）是經濟簡便而有效的方法，已廣泛應用於電腦等各種軍用或民用電子設備。
那麼什麼是鐵氧體呢？如何選擇，怎樣使用鐵氧體元件呢？這篇文章將對這些問題作一簡要介紹。
一、什麼是鐵氧體抑制元件鐵氧體是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料，它的製造工藝和機械性能與陶瓷相似。
但顏色為黑灰色，故又稱黑磁或磁性瓷。
鐵氧體的分子結構為ＭＯ·Ｆe2Ｏ3，其中ＭＯ為金屬氧化物，通常是ＭnＯ或ZnＯ。
衡量鐵氧體磁性材料磁性能的參數有磁導率μ，飽和磁通密度Ｂs，剩磁Ｂr和矯頑力Ｈc等。
對於抑制用鐵氧體材料，磁導率μ和飽和磁通密度Ｂs是最重要的磁性參數。
磁導率定義為磁通密度隨磁場強度的變化率。
μ＝△Ｂ／△Ｈ對於一種磁性材料來說，磁導率率的高低有關。
當鐵氧體受到一個外磁場Ｈ作用時，例如當電流流經繞在鐵氧體磁環上的線圈時，鐵氧體磁環圖1 鐵氧體的B-H曲線被磁化。
隨著磁場Ｈ的增加，磁通密度Ｂ增加。
當磁場Ｈ場加到一定值時，Ｂ值趨於平穩。
這時稱作飽和。
對於軟磁材料，飽和磁場Ｈ只有十分之幾到幾個奧斯特。
隨著飽和的接近，鐵氧體的磁導率迅速下降並接近於空氣的導磁率(相對磁導率為１）如圖１所示。
鐵氧體的磁導率可以表示為複數。
實數部分μ'代表無功磁導率，它構成磁性材料的電感。
虛數部分μ"代表損耗，如圖２所示。
μ＝μ'－jμ"圖2 鐵氧體的複數磁導率磁導率與頻率的關係如圖３所示。
在一定的頻率範圍內μ'值（在某一磁場下的磁導率）保持不變，然後隨頻率的升高磁導率μ'有一最大值。
頻率再增加時，μ'迅速下降。
代表材料損耗的虛數磁導率μ"在低頻時數值較小，隨著頻率增加，材料的損耗增加，μ"增加。
如圖３所示，圖中tanδ=μ"/μ'圖3 鐵氧體磁導率與頻率的關係圖4 鐵氧體抑制元件的等效電路（a）和阻抗向量圖（b）二、鐵氧體抑制元件的阻抗和插入損耗當鐵氧體元件用在交流電路時，鐵氧體元件是一個有損耗的電感器，它的等效電路可視為由電感Ｌ和損耗電阻Ｒ組成的串聯電路，如圖４所示。
电磁兼容电磁干扰铁氧体铁氧体磁珠阻抗直流电阻额定电流
电磁兼容 电磁干扰 铁氧体铁氧体磁珠 阻抗直流电阻 额定电流 电感电感量Q值自谐频率电磁干扰任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
电磁干扰是一种自发的在高频下产生的电磁辐射，在数字或者模拟线路中都会产生。
电磁干扰对于电路的作用起到完全相反的影响，并且可以影响到周围甚至更远的设备。
电磁兼容设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
铁氧体铁氧体是一种类似陶瓷材料的玻璃，它由多种氧化物构成，包括氧化铁，氧化镍，氧化锌，氧化铜等。
和陶瓷一样，铁氧体非常坚硬，活性低，不含有有机成分。
铁氧体具有许多特性，使得它在电子设备中应用广泛。
它具有较高的磁导率，可以集中加强磁场；具有很高的电阻率，可以限制通过的电流。
另外铁氧体根据磁导率不同，可以使用在不同的频段并保持较低的能量损耗。
铁氧体可以制成不同的形状和尺寸以适应特定的用途。
应用于抑制电磁干扰时，铁氧体的工作原理是通过阻抗吸收发热的形式将不需要频率的能量散发掉。
铁氧体磁珠磁珠是线圈绕制在磁芯上，当电流通过时线圈产生磁场。
磁场强度以亨利（H）来衡量，但磁珠以阻抗作为特征参数。
磁珠是阻抗随频率变化的电阻器，主要用于抑制噪声。
例如，低频时感性电阻接近或小于10欧姆，当频率增大时，阻抗将增大到100欧姆以上，并且呈现纯电阻特性。
由于涡流在铁氧体材料引起的电阻损耗会起到衰减不需要频率的作用。
Z(阻抗)磁珠的阻抗是指在电流下所有阻抗的总和，包括交流与直流部分。
阻抗的直流部分仅仅是绕线的直流电阻，交流部分包括电感电抗。
下面的公式计算了一个理想电感在正弦交流信号下的电感电抗。
Z = XL = 2πfLL的单位是亨利，频率的单位是赫兹。
这个等式表明了电感量越大或者频率越高则阻抗越大。
集肤效应和磁芯损耗同样可以使电感的阻抗值增加。
DCR(直流电阻)磁珠或电感的直流电阻指在无交流信号下测得的电阻。
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第!!卷第"期辽宁工学院学报
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用铁氧体模型进行抑制电磁干扰的分析
王景利C杜祥岭C梁波
@辽宁工学院信息科学与工程系C辽宁锦州"!"(("A
摘要<介绍了磁珠的电气特性D铁氧体模型的建立以及在铁氧体建立模型设计中最重要的因素E在F2G H I8中使用基本阻抗乘法器为磁珠建立模型C并运用F J G H I8铁氧体磁珠模型对两种铁氧体磁珠材料的电气特性进行了仿真分析C进而阐述了铁氧体磁珠模型的使用及其抑制4K0@电磁干扰A的分析以及铁氧体模型的局限性E 关键词<铁氧体模型L磁珠L4K0L F2G H I8
中图分类号<3K"=M&B文献标识码<-
N O P Q R S T S U OV WX Y Z S[\P T O T O]^T[_‘Z\\U a P]O Z[T b c U\Z
d-’1)H e f>%H C g+h H i e f>%H e f C.0-’1j$
@g8G k&$l0e l$m n i k H I J C.03C)H e o p$q"!"(("C5p H e i A
r Z R^U\s S<l8m m$n i f e8k H I I$m8L4K0L F2G H I8
N t S[\P b[<0ek p H J G i G8m C8%8I k m H I I p i m i I k8m H J k H I J C n$u8%H e f C J H n q%i k H$e$l l8m m$n i f e8k H I I$m8J i m8H e k m$> u q I8u C i e ui e i%v J H J$e4K0m8J k m i H e H e fw H k pl8m m$n i f e8k H I I$m8J H J G m8J8e k8up8m89v&
传统上C铁氧体磁珠用来制造高频低通滤波器以及防止晶体管振荡等C是一种快速的4K0@电磁干扰A调整E尽管铁氧体磁珠在一些4K0抑制的实例中是比较好的设计解决办法C但是它已经不再是像从前那样的快速调整E
今天的高性能系统C最重要的是考虑磁珠的真实特性以及分析这个结果的磁珠电路E这里所提供的模型允许将两种常用的铁氧体磁珠材料的结论应用在F2G H I8仿真中E这种铁氧体磁珠材料是/i H m x ,H k8yM B和yz B材料E
"模型的建立及磁珠的电气特性铁氧体为基础建立模型的设计中最重要的因素是<阻抗x磁珠尺寸L阻抗x频率L阻抗x g5电流偏置L阻抗x磁珠上的匝数E通过为这些参数建立模型C很多实际电路能被逼真地仿真出来E
理论表明磁珠的阻抗与它的组成材料和尺寸有关E例如C直观上图"中y!磁珠比y"磁珠有更多电感E电感或阻抗的增加都与磁芯的物理特性密切相关C这可用经验公式表示E
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电感大多少这个问题和更
多问题都可以用!"#$%&
铁氧体磁珠模型来解答’其中()是阻抗比例因数(*是磁珠长度(+,是磁珠外径(-,是磁珠内径.都用英寸/(0是磁珠上导线的匝数’一根直接穿过磁芯中部的导线算作一匝1因此磁珠上导线匝数的最小值是23
这些常数是通过实际磁芯参数的测量得到的.长度4外径4内径为536785398535:的磁珠被用作标准磁珠(所有其他的磁珠以此标准换算/(借助;<62=>?阻抗分析器(在一台<@上运行曲线调整软件就能很好地配合测量结果’基于实际性能基础上的这些测量结果是正确的’注意(有些生产商所提供的曲线是通过材料理论物理得到的(测量结果可能与生产商提供的数值不相关联’
磁珠的电气特性可以用一个简单的并联*A B
A @电路模型来表示.见图9/’通过选取合适的*4
B 4@元件就能很好地配合实际磁珠的性能.
见图7/3它们通常是模型中惟一需要改变的元件(用以仿
真不同的磁珠材料’
用铁氧体模型进行抑制电磁干扰的分析
!"#分
析
$%&从这%’批抽样测试结果来看(浓度控制在最佳范围内()*+低温衰减,-./占0./1%22/(在较好范围内(低温衰减,-./占32/以上4第%.批由于发射区浓度偏高(所以低温特性较差4$5&在6..7条件下(测试与常温比)*+有上
升8
下降8不变三种趋势4表9#::;<9:=晶体管>
?@高低温8常温测试结果对比表管号%
5
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B 3B 333%250A 3.B ’%%.%22%22
根据以上测试结果可以看出(对于低频大功率管(由于基区宽度D E 较宽(载流子在基区渡越时间
越长(导致基区中少子迁移率F G 随温度H 变化对)*+的影响较大(而F G 的变化又强烈地依赖于基区掺杂浓度4目前由于工艺上产生的偏差(使I J E
的偏差较大4当基区表面浓度高于%2%’K L M -时(半导体内的载流子主要以电离杂质散射为主(
即符合H 升高8F G 升高8)*+升高(H 降低8F G 降低8)*+降低的规
律4而当基区表面浓度低于%2%’K L M -时(半导体内载流子主要以晶格散射为主(使得H 升高8F G 降低8
)*+降低(H 降低8F G 升高8)*+升高4仅当两种散射机
构的作用相互抵消时(才能保证温度变化()*+不变4
-结
论
综上所述(N -O O %’A O P 型Q R
Q 硅低频大功率晶体管的低温性能主要与晶体管基区和发射区的表面掺杂浓度有关4由于有效地控制了表面掺杂浓度(同时又合理地设计了版图(使N -O O %’A O P 型Q R Q 硅低频大功率晶体管的低温性能有了很大的提高4在6..7条件下测试(批合格率由原来的52S 提高到32S 以上(
从而提高了对低温性能有特殊要求的军工设备的稳定性和可靠性(同时降低了生产成本4该技术在某晶体管厂应用后(已取得了比较明显的经济和社会效益4
参考文献T
U %V U 美V 施敏编著"半导体器件物理U W V
"北京T 电子工业出版社(%03B "U 5V 北京大学电子仪器厂半导体专业编著"
晶体管原理与设计U W V
"北京T 科学出版社(%0B B "责任编辑T XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
刘亚兵
$上接第5-
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期。