单片机与DSP中的磁粉芯在高性能EMI滤波器中的应用

摘要：介绍了用铁硅铝磁粉芯制作的单级和双级滤波器的频率响应特性。对应用三种不同磁粉芯材料（铁镍钼合金、50％铁镍合金、铁硅铝合金）所制成的滤波器的性能进行了测试，并给出相关的特性曲线。     关键词：滤波器  磁粉芯  电磁干扰  射频干扰 1 引言 铁镍钼合金MPP，高磁通铁镍50％HF合金和铁硅铝合金SUPERMSS等三种不同材料的磁粉芯已被广泛地应用在电源滤波电感之中。特别是在抑制和过滤差模传导EMI的线路滤波（PowerLineFiltering）电路中，上述三种磁粉芯都有独具特色的应用。本文将从滤波电路简介开始，再通过实例说明使用多只电感器在滤波电路中的优点。 除此之外， 在电子设备中，电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）是常见的问题，它们会影响设备的正常工作和通信。为了抑制这些干扰，高效能的EMI滤波器被广泛应用，其中磁粉芯是滤波器的关键组成部分。本文主要讨论了在单片机与DSP系统中，磁粉芯在高性能EMI滤波器中的应用，特别是铁硅铝磁粉芯在单级和双级滤波器中的频率响应特性。 磁粉芯是由不同材料制成的，例如铁镍钼合金（MPP）、50%铁镍合金和铁硅铝合金（SUPERMSS）。这些材料因其独特的电磁性能，常用于电源滤波电感器，尤其是在差模传导EMI线路滤波电路中。文章首先介绍了滤波器的基本概念，强调了多只电感器在滤波电路中的优势，能更有效地消除不同频段的干扰。 滤波器通常由电感和电容组成的LC电路构建，可以是单级或双级。单级滤波器由一个电感和一个电容组成，而双级滤波器则包含两个电感和两个电容。滤波器的性能受到许多因素的影响，包括电感器的等效串联电阻（ESR）、磁粉芯的损耗、电容器的引线电感和介质损耗等。设计滤波器时需要精确计算，并结合计算机辅助工程和实践经验。 在实验部分，文章以美国阿诺公司的SUPER-MSS铁硅铝磁粉芯为例，制作了单级和双级滤波器，并详细列出了设计参数。通过测试，得出了不同滤波器的频率响应特性曲线。结果显示，双级滤波器具有更宽的工作频率范围，其等效串联电感在高频下仍保持电感特性，而单级滤波器的自振频率相对较低。 此外，电容器的等效并联电容和电阻也随着频率的变化而变化，它们与电容器引线电感会发生谐振，影响滤波效果。通过比较单级和双级滤波器的频率响应曲线，可以看出多级滤波器在抑制干扰方面的优越性。 总结来说，磁粉芯在高性能EMI滤波器中的应用是一项关键技术，选择合适的磁粉芯材料和滤波器结构能够显著提高滤波效率，降低电磁干扰，确保单片机和DSP系统的稳定运行。通过深入理解磁粉芯的特性以及滤波器的设计原理，工程师可以更好地优化滤波器设计，提升电子设备的抗干扰能力。