铁氧体磁环与EFT/B 抗扰度【EMC学习】

【现象描述】

某一种智能单相电表在电源端口进行幅度为±1kV的 EFT/B 抗扰度试验时，发现电表中的微处理器出现不正常的丁作现象，即频繁复位、显示乱码、通信失效，有时还出现死机现象。

【原因分析】

检查该智能电表的电路结构发现，该电表有交流220V的电压供电，控制电路的工作电压由一线性电源变换而来。由于线性电源不像开关电源那样会产生高频电磁干扰，所以设计时并没有考虑在电源入口处采用电源滤波器。当然滤波器的成本较高也是其中的一个原因。

要解决EFT/B 干扰，一般可以从以下三方面入手：

(1 ) 改变EFT/B干扰电流的流向，使其不经过产品中的敏感电路。

(2) 在EFT/B 干扰电流还未到达敏感电路之前进行抑制，如在电源入口处增加对EFT/B干扰信号有抑制效果的滤波器。

(3) 增加电路本身的抗干扰能力，即使有EFT/B 干扰电流流过，也不会出现异常现象（该方法风险较大）。

其中方式 (1)、方式 (3) 是在产品构架设计和电路设计时就应该考虑的问题；方式 (2 )是产品后期解决EFT/B抗扰度问题的最简单也是最有效的方法。

测试中尝试用两根高温导，线双线并绕铁氧体磁环3 圈（双线并绕是因为EFT/B干扰是以共模的形式出现的）。铁氧体磁环的外径为25 cm,内径为 15 cm, 高为12 cm,相对磁导率为700)； 如图1所示。

串联在该电表电源输入口上（见图2) 后再进行测试，该产品的 EFT/B 抗扰度性能大大提高，即能通过±4 kV 的EFT/B抗扰度试验。

铁氧体的主要特点是电阻率远大于金属磁性材料，这抑制了涡流的产生，使铁氧体能应用于高频领域。铁氧体在电路原理上可以被认为是电感和电阻的并联， 应用在产品中时， 对 EFT/B抗扰度有明显的提升，主要是由于铁氧体中有等效电阻的成分。电阻是一种耗能器件。它将EFT/B信号的能量转换成了热能而散发。

所以，通常铁氧体对高频干扰的这种效果被称为＂吸收＂。铁氧体“吸收＂的原理有别于电感、电容利用阻抗失配原理制成的滤波器的工作原理。

【处理措施】

根据以上测试结果，在电源入口处串联双线并绕3圈的铁氧体磁环线圈。铁氧体磁环的外径为25 cm, 内径为15 cm, 高为 12 cm , 相对磁导率为7000。采购成本不超过 2 元。

【思考与启示】

(1) 在实践中还发现，铁氧体对 EFT/B 干扰的抑 制特别有效，特别是那些厚度较厚、尺寸较大的磁环。若产品中能找到比较好的安装位置，那么铁氧体磁环将是提高产品EFT/B 抗扰度能力的最佳选择 。

(2) 用导线绕制铁氧体磁环线圈时，要特别注意绕制的圈数，尽量单层绕制，并增加匝间距离。因为太多的绕制圈数将增加线圈间的寄生电容，使铁氧体失效。铁氧体磁芯对电感寄生电容的影响比铁粉芯、磁芯更大。

(3) 用导线绕制铁氧体磁环线圈时，线圈起 始端与终止端远离（夹角大于 40°) ，以防止线圈输入/输出之间的耦合较大。

注：以上用例来自《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》