开关电源中的EMI磁环选择与磁性元件解析

本文主要介绍了EMI磁环在开关电源中的应用和选择，以及磁性元件的基本磁学术语，包括磁场、剩磁、矫顽力、最大磁能积、弯曲点、磁通量和磁场强度等概念。 在开关电源设计中，EMI磁环作为共模扼流圈被用于抑制电子设备电源线或信号线中的共模干扰电流，对差模信号影响较小。磁环材料可以选择镍锌铁氧体或锰锌铁氧体，前者在高频环境下的性能更优，后者适合低频干扰抑制。根据需要，也可以结合两种材料以覆盖更宽的干扰频段。 磁性元件的基本术语涉及多个方面： 1. **磁场**：是由带电粒子的运动和电荷产生的力决定的物理场，用磁场强度H和磁通密度B来描述其特性。 2. **剩磁**（Br、UoMr或4πMr）：是指永磁体在磁化至技术饱和后，即使去除外加磁场仍能保持的磁化强度。 3. **矫顽力**（Hcb、Hcj）：衡量使磁化至饱和的永磁体的磁感应强度或内禀磁感应强度降至零所需的反向磁场强度。 4. **最大磁能积**（(BH)max）：是磁铁在气隙空间所能建立的最大磁能量密度，代表单位体积的静磁能量。 5. **弯曲点Hk**：内禀退磁曲线上的点，当Bi=0.9Br时对应的磁场，Hk越大表明内禀退磁曲线的方形度越好，表示材料的稳定性。 6. **剩磁温度系数（αBr）**：描述剩磁强度随温度变化的敏感程度。 7. **磁化强度矫顽力温度系数（βHcj）**：衡量磁化强度矫顽力随温度变化的敏感程度。 8. **居里温度（Tc）**：是磁性材料失去自发磁化强度的临界温度。 9. **磁通量（ф）**：表示通过特定面积的磁力线数量，由磁感应强度B、面积S和两者之间的角度θ决定。 10. **磁场强度（H）**：是磁感应强度B与磁导率μ的比值，用来计算方便，方向与磁力线方向一致。 11. **磁感应强度（磁通密度）（B）**：是衡量磁场强度的物理量，描述磁场中某点的磁感应效应。 了解这些基本磁学术语对于正确选择和应用EMI磁环至关重要，特别是在设计和优化开关电源的EMC性能时。在实际工程中，需综合考虑磁环的材料特性、工作频率、所需抑制的干扰范围以及环境温度等因素，以确保电源系统的稳定性和可靠性。