吸收磁环：电子电路中常用的抗干扰元件，有效抑制高频噪声

吸收磁环：电子电路中常用的抗干扰元件，有效抑制高频噪声

吸收磁环又称铁氧体磁环，简称磁环。是电子电路中常用的抗干扰元件，对高频噪声有很好的抑制作用，一般由铁氧体材料（Mn-Zn）制成。这种材料的特点是高频损耗非常大，磁导率很高。最重要的参数是磁导率μ和饱和磁通密度Bs。

磁环有效地解决了电源线、信号线及连接器的高频干扰抑制问题，具有使用简单、方便、有效、占用空间小等一系列优点。利用铁氧体抗干扰磁芯抑制电磁干扰（EMI）是一种经济、简便、有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备中。

磁环的选择

我们通常在电子设备的电源线或信号线的一端或两端见到的磁环就是共模电感。共模电感可以对共模干扰电流形成较大的阻抗，但对差模信号（工作信号为差模信号）则没有影响，所以使用时无需考虑信号失真问题。并且共模电感不需要接地，直接加在电缆上即可。

将整根电缆束穿过铁氧体环，形成共模扼流圈。电缆也可根据需要在环上缠绕几圈。圈数越多，抑制较低频率干扰的效果越好，但抑制较高频率噪声的效果越弱。

实际工程中，应根据干扰电流的频率特性调整磁环的匝数。通常，当干扰信号的频带较宽时，可以在电缆上套两个磁环，每个磁环的匝数不同，这样可以同时抑制高频干扰和低频干扰。从共模电感器的机理看，阻抗越大，干扰抑制效果越明显。

共模电感的阻抗来自于共模电感lcm=jwlcm。从公式不难看出，对于某一频率的噪声，磁环电感越大越好。但实际情况并非如此，因为实际磁环上还有寄生电容，与电感并联存在。当遇到高频干扰信号时，电容的容抗很小，使磁环电感短路，从而使共模电感失效。

根据干扰信号的频率特性，可选用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体，前者的高频特性优于后者。锰锌铁氧体的磁导率在几千至几万，而镍锌铁氧体的磁导率在几百至几千。铁氧体的磁导率越高，其在低频时的阻抗越大，在高频时的阻抗越小。因此，抑制高频干扰时，应选用镍锌铁氧体；反之，则应采用锰锌铁氧体。或者在同一束电缆上同时放锰锌和镍锌铁氧体，这样可以更宽地抑制干扰频带。

磁环的内外径差越大，纵向高度越大，其阻抗也越大，但磁环内径必须紧紧包裹住电缆，避免出现磁泄漏。

磁环的安装应尽量靠近干扰源，即靠近电缆进出线处。

磁环的选择与使用

（1）关于匝数

匝数越多，抑制低频干扰的效果越好，抑制高频噪声的效果越弱。实际使用中应根据干扰电流的频率特性来调整磁环的匝数。

当干扰信号的频带较宽时，可以在电缆上放置两个磁环，每个磁环的匝数不同，这样既可以抑制高频干扰，又可以抑制低频干扰。阻抗越大，对干扰信号的抑制效果越好，因为实际的磁环上有寄生电容，是和电感并联的。但遇到高频干扰信号时，这个寄生电容就会把磁环的电感短路，失去作用。

（2）计算

物理部分（磁环类似空心圆柱体）：横截面积：A = (OD-ID)*HT/2（cm2）

平均（有效）磁路长度：l = (OD-ID)*π*2 / 2（cm） 内部体积：V = A *l（cm3）

电磁部分：

电感量：L=(μ*4π*N2*A*10-2)/l(μH) 最大磁通量：B=E*108/(N*A) 磁力：H=4*π*N*I/l 磁导率：µ=B/H

变量解释：

OD：磁环外径，cm ID：磁环内强，cm HT：磁环高度，cm I：电流 E：电压

磁导率也有以下公式：µ=µo*µr（磁环磁导率）

其中µo为真空中的磁导率4∏*10-7 H/m，µr = 47 H/m（磁环相对于真空的磁导率）

一般给出的参数是电感系数AL，可以用公式AL=L/N2计算

磁环使用方法：

磁环在不同频率下有不同的阻抗特性，一般低频时阻抗很小，高频时阻抗急剧增大，信号频率越高越容易辐射磁场。一般信号线都不做屏蔽，比如我现在用的CAN总线，这些信号线就成了完美的天线，这个天线不断的接收周围传来的高频信号，这些信号的叠加就改变了实际要发射的信号。

磁环能很好地通过有用信号，同时抑制高频干扰信号。在高频带（大于10MHz）时，感抗保持很小，而阻抗很大，这样当高频信号的能量通过磁性材料时，就转化成热量耗散掉，从而阻碍了高频信号的通过，抑制了高频信号的干扰。

通常最佳抑制频率范围与铁氧体抑制元件有关，通常磁导率越高，抑制频率越低；铁氧体体积越大，抑制效果越好；体积一定时，长而细的抑制效果比短而粗的抑制效果好；内部强度越小，抑制效果越好。

抑制共模信号干扰时，可将信号（差分信号线）或电源线（正负线）同时穿过磁环。为了增加效果，可以在磁环上对称缠绕几圈，以增加电感量，增强共模信号的吸收效果，但对差模信号没有作用。元器件应靠近干扰源安装，对于输入、输出回路，应尽量靠近屏蔽盒的进出线口。