【经验】解析如何通过磁环与共模滤波器搭配使用解决EMC辐射问题

时间： 2022-03-31 来源：韬略科技

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

本文韬略科技将从常见的电感入手，简单介绍电感的高频特性，再介绍EMC整改过程中常用的两个器件：磁环与共模滤波器，最后通过两个实际案例来说明如何通过磁环与共模滤波器搭配使用解决EMC辐射问题。

电感

电感，如图一所示，一般由线圈和磁芯组成，是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，具有通直流阻交流的特点。

如图二所示，当恒定电流流过线圈时，根据右手螺旋定则，会形成一个图示方向的静磁场。而电感中流过交变电流，产生的磁场就是交变磁场，变化的磁场产生电场，线圈上就有感应电动势，产生感应电流。

由公式：Z=2πfL，可知频率ｆ越高，阻抗Ｚ越大，频率与阻抗呈现线性相关，但是这只适用于低频电路，在高频条件下，实际还需要考虑电感上的寄生电容，它的存在方式是与电感并联，实际电感等效模型如图三所示：

图中R表示电感的等效电阻，L表示电感量，C表示电感绕线与绕线之间的寄生电容，图四是引用网上Matlab做的电感阻抗特性曲线图：

图中转折点为电感的谐振频率，计算公式为：

电感具有通直流阻交流的作用，常用作储能和滤波器件，对于EMC整改而言，更主要应用其滤波性能。现在我们已经知道可以通过电感进行滤波，但是对于EMC整改而言，我们需要先确定问题点才能进行有效的滤波。那么我们该如何判断辐射来源呢？在实验室，针对板上噪声可以用频谱仪和示波器进行问题排查，而针对通过线缆作为辐射天线的问题点判断，我们可以考虑在线束上加电感进行滤波尝试。但直接加电感操作比较麻烦，选型也不方便，这个时候做一个简易的电感更方便，所需要的仅仅只是一个磁环。

磁环

磁环是一块环状的导磁体，在不同的频率下由不同的阻抗特性，一般在高频是阻抗很小，当频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。通过电感部分的内容我们可以知道，电感由线圈和磁芯组成，当我们把线缆绕在磁环上，一个简易的电感便完成了。

磁环有铁氧体磁环和非晶磁环，针对不同频段滤波选用不同材料的磁环，铁氧体磁一般用在高频（18KHz~1MHz以上），非晶一般针对的频率低一点（2KHz~13KHz）。

当噪声是差模噪声时，单线绕磁环可以对噪声产生一定的抑制效果，但是很多时候，如果噪声属于共模噪声时，只对单根导线进行滤波是不够的。

共模噪声模型如图五所示：

如图，由于高频信号与地之间通过寄生电容形成回路，从而在原本的信号回路中多了一个等大同向的共模电流，这部分噪声只对单线加磁环无法有效抑制噪声。可以考虑两根线都各加一个磁环，相当于各串一个电感，但我们有更好的方法：两根线同时绕在同一个磁环上，这就是一个简易的共模滤波器。

共模滤波器

共模滤波器由双线并绕在磁芯组成，工作原理如图七所示：

对于共模电流而言，共模滤波器通过磁通量叠加，对共模电流的抑制更明显，而对于差模电流，磁通抵消，不体现电感特性，故不会对差模信号造成损耗。在实际的EMC问题中，辐射很多时候都是由共模与差模噪声叠加在一起的。其中，由于在电路中高频串扰更明显，所以共模噪声很多时候是造成EMC辐射超标的主要问题。整改过程中，通常会在线束上以双线并绕在磁环上的方式组成简易共模滤波器，进而快速判断噪声的辐射路径。

当我们通过磁环找到问题点之后，接下来需要做的便是着手整改，针对共模噪声，最大的杀器便是共模电感，以下是实际整改中通过磁环进行问题排查以及共模滤波器进行实际整改的案例。

案例分享

案例1：扫码枪

问题：时钟辐射超标

整改：时钟源头是扫描摄像头sensor返回给主IC的时钟信号，通过对USB端口套磁环，有明显改善，说明时钟信号耦合到USB端并通过USB线束辐射出去，可以通过共模电感进行噪声抑制。

整改措施如下：

整改前数据：

套磁环后数据：

加共模后数据：

例2：吸尘器

问题：当滚刷电机工作的时候，在50MHz~100MHz频段会出现包络状辐射超标问题。

整改：通过对主板端到电机的供电线束套磁环，有明显改善，可以通过在主板端加共模滤波器进行滤波处理。

整改措施如下：

整改前数据：

整改后数据：

总结

在EMC整改过程中，会有一些常用的整改器件，在本篇主要提及了电感、磁环和共模滤波器，其中磁环主要是用来快速确定辐射路径。利用磁环与单线进行绕制可以制作简易的电感，用于判断差模干扰。利用磁环与双线进行绕制可以制作简易的共模电感，可以判断共模噪声。当确定了噪声辐射路径之后，下一步便可以着手进行整改，选择合适的电感或者共模滤波器对噪声进行抑制。

EMI三要素包括干扰源，耦合路径和敏感设备，这里通过磁环进行问题排查主要是从耦合路径入手处理EMC问题。面对越来越复杂的电磁环境，EMC问题永远没有固定解，需要综合考虑多种因素，在这方面，韬略科技经过长期与客户一起处理EMC问题，已经积累了大量实践经验，可以助各位工程师在EMC整改方面一臂之力。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由犀牛先生转载自韬略科技，原文标题为:EMC整改搭档--共模滤波器与磁环，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

DCDC电源EMC问题整改分享

电源EMC问题是所有工程都会遇到的问题，不管是在测试电源的辐射还是电源的传导，很多时候我们总是在出现问题后使用滤波屏蔽等手段去解决，往往会忽略了环路以及周围布线的影响，本文分享一个电源整改的案例。

设计经验发布时间 : 2024-07-07

植物培育机的EMC辐射超标严重问题的整改案例分享

随着技术的发展和产品的迭代，市场竞争越来越激烈，要想获得生存空间就必须主动迎合市场需求。本次韬略科技分享的案例就是为了迎合客户需求而设计的一款小型植物培育机。

设计经验发布时间 : 2024-11-14

【经验】LVDS线路的EMC对策

LVDS即低压差分信号是目前最常见的差分传输系统，由于其高速传输能力、低功耗、低电压的特性优势，广泛应用于各种设备。与USB、HDMI等外部接口相比，LVDS多用于连接基板与屏的内部接口，同时在产品进行EMC测试时，LVDS也是经常遇到的一大问题点。韬略科技本篇介绍了一系列有关的对策。

设计经验发布时间 : 2021-07-24

【技术】一文了解磁环的工作原理、选型及使用指南

磁环在EMC领域内，是一个“万能钥匙”，不论是在EMI还是EMS遇到解决不了问题，都会下意识的想到加“磁环”。虽然现在一些标准里面不允许使用磁环，但是磁环在解决EMC问题的效果，深得EMC工程师的青睐。

技术探讨发布时间 : 2023-01-17

【选型】韬略科技（TOP-FLIGHT）展频IC、叠层共模/绕线共模/大电流共模/BDL滤波器、ESD、高分子材料、TVS、晶体闸流管、一体成型功率电感选型指南

目录- 公司简介时钟展频IC BDL EMI 滤波器大电流共模滤波器 EMI+ESD 复合器件叠层共模滤波器/绕线共模滤波器大功率TVS 高分子聚合物静电抑制器先进陶瓷静电抑制器 TVS管/晶体闸流管一体成型功率电感和EMC测试项目各国电子产品认证要求

型号- TEPC0R2V05B1X,0.2KP-SMF,TLDCM7035-2-501TF,TMMPL111004,TF2010A4X SERIES,5KP-SMC,TESC3R0V05B1X,TF0806A2X430MT,TLCML2012-2-121,TEVD12R0V24B1X,TSSBXXXB1X,TEVC1R0V05B1X,TESD500R0V05B1X,3128,TEVA0R4V05D4X,TLDCM1513-2-301TF,TESB3R0V24B1X,1108,TSSCXXXB1X,TF2010A4X,5KP-SMC SERIES,TSMAXXXB1X SERIES,TF2010A4X900MT,0.4KP-SMA SERIES,TEVD300R0V05D1X,TLCML2012-2-900,6.6KP SERIES,TF2010A4X121MT,10KP SERIES,TEPC0R2V12B1X,TEVC3R0V05B1X,5KP,TEVC25R0V05B1X,TSSDXXXB1X SERIES,TSSBXXXB1X SERIES,TEVG15R0V24B2X,TF2010A4X201MT,TEVC10R0V3B1X,TF0806A2X670MT,TEPB0R2V05B1X,TESC0R15V05B1,6.6KP,TEF0806A2X900MT,TF0806A2X900MT,TF1210A2X900MT,TF2010A4X670MT,TEF1210A2X900MT,TEPB0R2V12B1X,TEPC0R2V09B1X,2501,TEF2012A4X101MT,TEVB20R0V12B1X,TF0806A2X,TEVD0R6V05B1X,TLCML2012-2-201,8KP,15KP SERIES,15KP,TEVH0R6V05D2X,TEVJ0R4V05D4X,TMMPI040402,TMMPL131205,TESC3R0V24B1X,0.2KP-SMF SERIES,TF1210A2X650MT,TSSDXXXB1X,TEF1210A2X500MT,0.4KP-SMA,TSMAXXXB1X,0.6KP-SMB SERIES,TEVG0R6V05D2X,5228,TF0806A2X SERIES,1.5KP-SMC SERIES,TLDCM4745-2-102TF,TEVB10R0V3B1X,1.5KP-SMC,TEVB25R0V05B1X,5KP SERIES,8KP SERIES,10KP,TESD400R0V14B1X,TEVD22R0V15B1X,TEPC0R05V24B1X,TMMPI050502,TEVD0R7V05D4X,TEPB0R2V09B1X,TEVB0R5V05B1X,TGMPL020201,TLCML2012-2-371,TEVP0R4V05D2X,TF2010A4X161MT,0.6KP-SMB,TEVB3R0V05B1X,TLCML4532-2-601,TEVD0R6V3B1X,TSSCXXXB1X SERIES,TEVD1R5V05B1X,TGMPI020101,TLDCM1211-2-701TF,TLCML4532-2-282,TEVC15R0V12D1X,TEF1210A2X350MT,TF1210A2X350MT,TESB3R0V05B1X,TMMPI070603

选型指南 - 韬略科技 PDF 中文下载

【技术】磁环在EMC中的作用及影响磁环抑制噪声效果的五大因素！

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。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。本文介绍磁环在EMC中的作用及影响磁环抑制噪声效果的五大因素！

技术探讨发布时间 : 2023-04-19

韬略科技车载以太网共模电感和滤波器，为不同标准和应用下的EMC问题提供专器专用方案

针对不同的测试标准和应用场景，要选择合适的元器件，以此达到事半功倍的效果，特别是针对EMC问题，有专器专用的说法。韬略科技经过多年的技术积累，推出了自己在百兆网(TECMI3225-2-201TF)和千兆网（TECMI3225-2-800TF）这块的技术方案，给广大工程师多提供了一种解决方案。

应用方案发布时间 : 2024-11-04

【技术】新型EMI器件BDL滤波器，解决电源EMI问题的革命性技术

韬略科技推出的用于解决传导骚扰的新技术产品：BDL（Balanced Dual-Line EMI Filter）平衡双线滤波器，即BDL滤波器，是一款新型EMI器件，引进源自MIT的军工黑科技，BDL滤波器具有优于常规滤波器件（共模电感，磁珠等）的插损曲线，使其有能力用来替代常规滤波器件或滤波网络（RC,LC,π型）。

新技术发布时间 : 2021-08-18

汽车以太网共模对车载以太网的重要性

随着汽车行业朝着电动趋势发展，摄像头、雷达、传感器等设备的设备使用场景越发广泛，对高速数据传输的需求也愈发依赖。而车载以太网具有低延迟、高带宽的特性可以满足高速、大容量数据传输，进一步支持高级智能驾驶功能的同时显著减小车身重量和整体线束成本，在现在及未来都会占据汽车通信总线的一席之地。本文中韬略科技来为大家介绍汽车以太网共模对车载以太网的重要性，希望对各位工程师朋友有所帮助。

设计经验发布时间 : 2024-10-26

韬略科技成立于2007年，专注于EMC电磁兼容领域，核心产品为SSC技术+特殊定制+EMC元器件，是EPSON、Johanson的战略合作伙伴，且与国内外100多家权威EMC检测机构建立合作关系，可为数码、车载、安防等领域提供专业的EMC解决方案。世强是韬略科技官方授权一级代理商，代理旗下滤波器、TVS、ESD等产品，库存丰富，正品保证。

展频IC BDL滤波器 TVS管浪涌防护信号滤波器磁珠电感

授权代理商 - 深圳市世强元件网络有限公司线上商城技术资料

展开

TLDCM7035 Series DC COMMON MODE FILTER

型号- TLDCM7035,TLDCM7035-2-102TF,TLDCM7035-2-701TF,TLDCM7035-2-501TF,TLDCM7035-2-302TF,TLDCM7035 SERIES

数据手册 - 韬略科技 - 2021/12/30 PDF 英文下载查看更多版本

【经验】共模电感使用过程问题探讨：通过改善共模电感走线，提升滤波效果

某款家用电子设备在做辐射发射测试时，在低频段30M-300MHZ存在高低不平的辐射包络，最高超标频段超出限值5db。经细查后发现，辐射噪声源于主板某差动放大IC的输出端。频谱仪测试图如下。针对问题点，我们在差动放大IC输出引线处串接700Ω共模电感，串接共模电感后测试通过。改版样机通过测试，滤波效果得到很大改善。

设计经验发布时间 : 2021-08-02

THMPI070603 Series Molding Power Inductors

型号- THMPI070603DR82MT,THMPI070603DR56MT,THMPI070603D4R7MT,THMPI070603DR68MT,THMPI070603D100MT,THMPI070603D2R2MT,THMPI070603D150MT,THMPI070603D330MT,THMPI070603,THMPI070603D3R3MT,THMPI070603D8R2MT,THMPI070603D6R8MT,THMPI070603DR47MT,THMPI070603D1R5MT,THMPI070603DR24MT,THMPI070603DR10MT,THMPI070603DR33MT,THMPI070603D1R0MT,THMPI070603DR22MT,THMPI070603D5R6MT,THMPI070603 SERIES,THMPI070603D220MT

数据手册 - 韬略科技 - 2021/12/30 PDF 英文下载