作者@@： 金耀光@@，来源@@： 韬略科技@@EMC微信公众号@@
前言@@
在电子@@产品的设计中@@，电磁兼容@@EMC性能对系统的影响非常大@@，关系到其能正常稳定运转@@。很多国家现在已经开始对电子@@产品的电磁兼容@@性做强制性限制@@，电磁兼容@@性能已经成为产品性能的一个重要指标@@。
电磁兼容@@主要有两方面的内容@@，一个是@@产品本身对外界产生不良的电磁干扰影响@@，称为电磁干扰发射@@EMI；另一个是@@对外界电磁信号的敏感程度称为电磁敏感度@@EMS。干扰源@@、耦合途径及敏感设备@@是@@电磁兼容@@的三要素@@，缺一不可@@。在整改过程中我们有时@@候经常采用到磁环@@来排查问题@@，但是@@使用过程中我们不知道哪些细节会影响使用的效果@@。
磁环@@的作用@@
图@@1 USB接口信号传输@@
上面图@@@@1是@@USB接口信号传输@@的等效电路@@，假设信号传输过程中存在两种噪声@@，绿色信号的走向是@@共模噪声@@，蓝色信号走向是@@差模噪声@@。因此在整改过程中我们将磁环@@绕在@@USB信号线上来抑制噪声@@，并对比前后的效果@@。
图@@2 绕磁环@@等效电路@@
上面图@@@@2是@@绕磁环@@等效电路@@@@，电路上的@@ZF是@@绕磁环@@后在电路上的@@等效阻抗@@，Z0是@@信号源的内阻@@，ZB是@@负载@@，那么我们可以根据下面的公式计算出磁环@@的插入损耗@@，这样就可以选出合适的磁环@@来降低噪声满足实验限值的要求@@。
图@@3 插入损耗计算公式@@
影响磁环@@抑制噪声效果的因素@@
1. 绕线的匝数@@
一般磁环@@的规格书上面都会给出这样的匝数的频率阻抗曲线@@，从图@@@@4可以看出当线绕一匝时@@@@100MHz对应下的阻抗大约@@110Ω，而@@当线绕到两匝时@@可以看出@@100MHz对应的阻抗大约@@390Ω，而@@且两匝的整个曲线都偏上@@，因此在整改过程中绕的匝数也是@@比较关键的@@，不然加上磁环@@达不到我们想要的效果@@。
图@@ 4 不同匝数的频率特性阻抗曲线@@@@
那么当规格书上面没有这样的曲线时@@@@，我们可以根据以下的公式进行计算@@，当磁环@@上绕了线之后我们可以将其等效成一个电感@@，其中@@N为绕线的匝数@@@@，μr是@@磁环@@的磁导率@@@@，μ0是@@初磁导率@@@@，A是@@磁环@@的截面积@@，r是@@外圈到中心的半径@@，因此根据公式可以计算出我们想要的磁环@@参数@@。
图@@ 5 磁环@@感量的计算公式@@
2. 磁导率@@
图@@ 6 磁导率@@
由上图@@@@6可以看出磁导率@@是@@分为虚部和实部两部分@@，红色的曲线是@@实际的磁导率@@@@，黑色的实线是@@磁导率@@的实部@@，黑色虚线是@@磁导率@@的虚部@@。当频率达到上@@GHz时@@，磁导率@@的值几乎降低到零了@@，所以当选择磁环@@时@@要考虑到超标频率对应磁导率@@的变化@@。
3.居里温度@@
图@@ 7居里温度@@曲线@@
简单来说@@，这居里温度@@是@@让磁环@@内部的磁畴解体的温度@@，可以从图@@@@@@7看出磁导率@@随着温度的升高逐渐达到一个高点@@，该高点对应的温度是@@@@120℃，当温度再升高时@@磁导率@@开始急剧下降@@，下降到磁导率@@变为@@1时@@，该磁环@@没有了磁性@@。不同的磁环@@有不一样的居里点@@，因此当使用磁环@@在@@高温环境下时@@@@，我们要考虑磁环@@的居里温度@@的影响@@，这样保证磁环@@的有效性@@。
4. 通流大小@@
图@@ 8 磁环@@内部磁畴的分布图@@@@
图@@ 9 电流频率阻抗曲线@@
图@@8是@@磁环@@内部磁畴的分布情况@@，当磁环@@没有磁场时@@磁畴的分布是@@一个无序的状态@@，而@@施加磁场时@@磁畴变成一个有序的状态@@，那么电流增大时@@磁场强度也随之增强@@，这样磁畴的排列就更加的紧凑@@，有序的磁畴更加的多@@，通过的磁感线就变得越密集@@，所以磁环@@的阻抗就随之增大@@。由图@@@@9的电流阻抗曲线可以看出@@，磁环@@的初始磁导率@@为@@750H/m时@@，在低频情况下电流由@@0安@@逐渐增加到@@5安@@，阻抗的差异会比较明显@@，到高频时@@电流变化时@@阻抗变化不大@@。
5. 气隙@@
图@@ 10 频率特性阻抗曲线@@
如图@@@@10可以看出一款气隙@@@@0.8mm的夹扣式磁环@@随着频率的不断增加阻抗接近直线上升的趋势@@，到达上@@1GHz了阻抗还是@@增大状态@@。而@@micro扁平磁环@@随着频率的增加会达到一个最高点@@，频率再增加时@@阻抗会下降@@，尤其是@@频率达到@@1GHz的时@@候@@。因此在我们想要抑制高频的噪声时@@可以选择夹扣式的磁环@@进行抑制噪声@@。
POC电感参数对比和测试@@
总的来说@@，对于磁环@@的使用一般会在消费类产品上看见@@，由于外接这种磁环@@外观不是@@很好看@@，所以很多产品都会取消采用其他的滤波方式去抑制噪声@@，如共模电感@@、差模滤波器等@@，但是@@对于磁环@@的使用@@，我们可以在整改过程中用来排查问题@@，这样比较有效@@、快速的锁定噪声传播路径@@，因此使用磁环@@时@@可以参考以上的几点影响因素@@，可以规避一些额外的影响@@。