铁氧体芯线终结器如何工作以降低EMC?


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对超级用户提出了以下问题:电缆上的圆柱是什么?

该气缸如何工作?据我所知,即使您将一根电缆插入电缆的任何一端,任何HF信号也应直接通过电缆。

是否有一个等效电路可以更好地说明原理?

编辑

在我的问题中,我假设导线穿过由铁氧体制成的环。当然,还有另一种可能,即铁氧体环绕铁氧体,从而形成了与电缆串联的(非常小,非常低的电感)电感器。是这样吗?


Answers:


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铁氧体通过降低共模电流来降低电磁辐射。

首先,为什么减少共模电流会减少辐射?如果您有两条平行的电线承载相等且相反的电流,即没有共模电流,则距离远大于电线之间的距离,则电线产生的电场和磁场会抵消。因此,没有净场,因此不会有辐射。参见双引线传输线

那么,铁氧体如何降低共模电流呢?即使导线只能穿过铁氧体一次,它仍会形成一个电感器。导线多次通过铁氧体只会增加电感。您有时会看到以下情况:

在此处输入图片说明 在此处输入图片说明

但是由于涉及的电缆通常很笨重,并且很难用自动化机械来完成,因此使用更大的芯线通常会更容易:

如此示意,一对穿过铁氧体的导线如下所示:

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

让我们在这个半只看孤立的,只是一个。像普通电感器一样,A中的任何电流都会在铁芯中感应出磁场。因此,就像使用任何电感器一样,随着频率的增加,阻抗也会增加。

IA=IB

因此,这种被称为共模扼流圈的布置对共模电流呈现出高阻抗,而对差模电流呈现出低阻抗。扼流圈的高阻抗可防止产生大量的共模电流,并且这些应用的铁氧体设计为有损耗的,因此共模电压大部分会转换为铁芯中的热量。

在屏蔽电缆上,铁氧体实现相同的功能,尽管方式略有不同。通常,通过屏蔽电缆传播的高频信号将因集肤效应而被迫在屏蔽层的外部传播。但是,如果在屏蔽内的导体的一个方向上有电流,则屏蔽上的返回电流将被吸引到屏蔽的内表面。实际上,它是一个法拉第笼,但在这种情况下,我们要防止内部的电场进入,而不是外部的电场进入。请参见同轴电缆

但是,这仅在屏蔽层和屏蔽层中的导体上存在完全相等且相反的电流时才有效。任何不受内部导体电流平衡的屏蔽电流都将在屏蔽外部传播。如果将铁氧体夹在电缆周围,则会形成一个电感器。但是,该电感仅在屏蔽层外部的电流中可见,并且这些电流是您不需要的,因为它们仅在存在共模电流时才存在,并且是唯一具有外部磁场的电流到电缆,并因此散发出电势。


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这是一个共模电感器-单匝电感。差分信号不受影响,共模信号衰减。

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这些材料中使用的铁氧体材料对高频(MHz以上)共模噪声具有高阻抗,这就是为什么人们通常会在直流电源电缆和承载相对低频信号的带状电缆上看到它们。

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导线是否绕过芯线?导线周围是否有铁氧体环?也就是说,它的作用就像是在电缆上串联了一个电感器(绕铁氧体磁芯的电缆匝)还是涉及其他伏都教?
medivh

一次通过核心实际上是一个“转弯”。如果空间允许,有时它们会在铁氧体周围多次循环。无论哪种方式,它仍然是共模扼流圈。
亚当·劳伦斯
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