[科普中国]-磁环

磁环

它是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用，一般使用铁氧体材料（Mn－Zn）制成。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性，一般在低频时阻抗很小，当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。大家都知道，信号频率越高，越容易辐射出去（要买优质的电脑机箱也是要减小电磁泄漏），而一般的信号线都是没有屏蔽层的，那么这些信号线就成了很好的天线，接收周围环境中各种杂乱的高频信号，而这些信号叠加在本来传输的信号上，甚至会改变原来传输的有用信号。那么在磁环作用下，使正常有用的信号很好的通过，又能很好的抑制高频干扰信号的通过，而且成本低廉。所以大家在显示器信号线，USB连接线，甚至高档键盘、鼠标上看的塑料疙瘩型的一体式磁环就不足为奇了。

匝数选择将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈，根据需要，也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多，对频率较低的干扰抑制效果越好，而对频率较高的噪声抑制作用较弱。在实际工程中，要根据干扰电流的频率特点来调整磁环的匝数。通常当干扰信号的频带较宽时，可在电缆上套两个磁环，每个磁环绕不同的匝数，这样可以同时抑制高频干扰和低频干扰。从共模扼流圈作用的机理上看，其阻抗越大，对干扰抑制效果越明显。而共模扼流圈的阻抗来自共模电感Lcm=jwLcm，从公式中不难看出，对于一定频率的噪声，磁环的电感越大越好。但实际情况并非如此，因为实际的磁环上还有寄生电容，它的存在方式是与电感并联。当遇到高频干扰信号时，电容的容抗较小，将磁环的电感短路，从而使共模扼流圈失去作用。1

检验方法
1 磁环外观可在正常光照条件下用目测法检查。
2 磁环的外形尺寸用精度为0.02mm的游标卡尺在正常光照条件下进行检验。
3 磁环的综合因子用“CF-3A型磁环分选仪”测量，激励电流设定为2.5A，频率40KHz。
4 磁环的4圈电感量用“YD2810D型LCR数字电桥”在1 KHz频率下进行测量。
5 磁环的感生电动势用“UI100型高频功率源”和“UI9720磁性材料动态分析系统”在规定条件下,进行测量。

62 磁环居里点用“YD2810D型LCR数字电桥”和精密烘箱进行测量。

选用不同的磁材会有不同的磁导率、不同的温度特性。其中温度特性是最重要的，因为一支节能灯在工作中,磁环必须经历常温、高温(高达 100℃)、低温,然后在高温当中恒定工作。但是,不同材料的温度曲线会有很大的差别,磁导率低的会在前半端呈现得比较平坦,磁导率较高的会显得比较陡峭;不同的温度里,饱和磁感应强度BS 的变化也会不同,假设在常温下 3K 材料的 BS 值为 200,但是在 100℃时BS 值会上升至 300.同样在常温下 2.5K 材料的BS 值为200,但是在100℃时BS 值才只有250。 温度的变化会引起BS 值u、H、HC 的变化;BS 值的变化会引起节能灯线路工作状态的变化;BS 值升高会引起三极管得到的驱动电流降低。因此，在110V 的线路中,如果选取用了BS 值在高温时变化比较大的磁环,便会引发灯在高温时，关掉再马上打开,灯便不能启动了；灯管两端灯丝发红,因为灯管不能启动;功率会是额定功率的两倍。另由于灯管不能正常启动,两端灯丝的温度便会升得很高(将近300℃以上)这样便会把塑料件烧掉。 若选用了 BS 值随温度变化不大的磁环,即磁导率不高的磁环,便可解决上述问题。但磁导率的高和低又有另外一个问题需考虑：就是它的损耗问题，一般磁导率高的象 5K、10K 的磁环,它的损耗都很小,做成成品脉冲变压器后，因为它的磁路阻抗比较小,延迟时间也比较小，它的输出波型可以做得很好,但它适应上述温度问题时就显得力不从心；选用磁导率较低时,它的表面性能虽不及 5K、10K 的好,但它不会出现灯启动时不能启动的现象。 江门粉末2.5K磁环适宜做110V直接驱动的灯；志通电子3K磁环适宜做220V的灯。为什么呢?原因是110V 直接驱动电路容易引发热启动问题;而220V 电路没有热启动问题。江门粉末的磁环对温度的干扰变化不大,而 220V 的节能灯需要在高温时适当把功率降下来,就需要适当减小三极管的驱动电流,避免灯在高温,高压时烧掉。 假设温度升高，三极管的放大倍数升高,电流升高,灯功率加大。这时就需要把功率适当调节下来,选用志通 3K 磁环,它对温度的升高比较敏感,温度升高时BS 跟着升高,三极管的驱动电流减小,灯功率降低，保证温升和灯功率的矛盾。