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別在于電感線圈具有分布電容。因此，電感線圈相當于電感與電容并聯。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。

圖2是普通電感線圈的阻抗與頻率之間的關系圖。從圖中可以看出，電感線圈的阻抗隨頻率的增加而增加，但當其阻抗增加到最高值時，由于并聯電容的作用，阻抗隨頻率的增加而迅速下降。當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定值，只有1圈或不到1圈。磁珠，即穿心電感，是一個匝數小于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線的大小和長度以及磁珠的截面有關，但與磁珠電感量最相關的是磁珠的相對導磁率。圖3.圖4是指導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線的電感，然后乘以磁珠的相對導磁率計算穿心電感的電感。

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

低頻時，一般磁珠的相對導磁率很高（超過100），但高頻時的合理導磁率只有相對導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磁率降低到接近1時的工作頻率fc，此時，磁珠已經失去了電感的功效。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，一般磁芯材料導磁率越高，截止頻率越高fc相反，低頻磁芯材料的渦流損耗越小。用戶在進行電路設計時，可以規定磁芯材料供應商對磁芯輸出功率和合理導磁率進行數據測試，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。其應用方法是讓一雙導線穿過磁珠中間，當電流從雙導線流過時，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生渦旋，渦旋導致電纜方向與導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，即磁珠對導體中的磁場有很強的屏蔽作用。

利用磁珠進行電磁屏蔽的優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，對于雙導線，也相當于連接路線中的共模抑制電感，對共模干擾信號有很強的抑制作用。

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行了抑制，EMI抑制，必須同時選擇多種不同性質的電感才能合理。此外，共模傳輸電磁干擾還應進行EMI抑制，要注意抑制電感與Y電容的連接。Y電容和抑制電感應盡可能靠近電源的鍵入端，即電源插頭的位置，高頻電感應盡可能靠近Y電容，Y電容應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。