磁环在使用的过程中到底怎么选

一前言

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。磁环的分类有很多，按外观分有白色、绿色、天蓝色、黑色，按频率段分有低频、中频、高频，按尺寸分有小尺寸、常规尺寸、大尺寸……那么磁环在使用的过程中，到底怎么选，才是最适合设备当前状况的？（下面是一些个人的经验所谈。）

二磁环的原理

理解磁环工作原理之前，需要先理解绕线电感的工作原理。比较常见的电感，一般都是由导线在一个导磁材料上，一圈一圈的绕制而成。电感的在电路中体现出来的特性是，（理想状态下）当频率F越高的时候，电路的感抗ZL会越大（ZL=2πF*L），对电路中的高频信号的阻碍作用越强。

磁环在实际使用过程中，与绕线电感的形状十分相似，且磁环的工作原理与绕线电感的工作原理也十分接近，只是两者针对的对象不一样。绕线电感一般只缠绕了一根铜丝，而磁环让缠绕的是一股线束；电感抑制的是某一路单独的信号，而磁环抑制的是某一股线束的信号；电感一般抑制的差模信号，而磁环一般抑制的是共模信号。

三磁环的选型

网络上一般把磁环分为锰锌、镍锌、非晶……等材质类别的，其中锰锌铁氧体磁环材料的磁导率通常达1000以上，因此锰锌材料生产的磁环被称作高导磁环。而镍锌铁氧体磁环材料的磁导率从15-2000不等均有应用，常用的材料是镍锌铁氧体磁导率范围为100-1000，根据磁导率分类，分为低磁导率材料。因此在使用的时候，可以根据具体的需求去进行选取，锰锌铁氧体磁环一般呈现为深灰色，外层没有涂漆；镍锌铁氧体磁环一般都会在表层涂有不同颜色的涂料；非晶铁氧体磁环因为内部材质是非晶容易碎，采用的是塑胶外壳。

磁环的不同尺寸怎么选择了？可以借鉴磁环电感感量L的计算公式，LH=uAN/L1（LH为电感感量，u为磁导率，A为磁环的截面积大小，N为线圈匝数，L1为线圈绕制的长度。）在电路其他参数不变的情况下，同一种磁导率材质的磁环，磁环本身长度一至的时候，磁环的有效截面积越大，滤波效果越好。反之，磁环的有效截面积不变的情况，磁环的长度越长，滤波效果也会越好。除了上述的方法，还可以去查磁环的规格书，去看生产厂商提供的磁环滤波频率曲线来进行选择，合适的磁环。

故在选择磁环的时候，首先需要确定磁环的材质，其次需要确定抑制的频率段，再根据线径的粗细来确定磁环的厚度以及长度。

四磁环的使用

磁环的使用不难，但是工程师在使用的过程中，往往没有注意一些细节，并没有把磁环的效果最大化。部分工程师经常会犯这样的错误：①将磁环套在线束的中间部分；②磁环直接串在线束上不进行绕制；③随手拿一个磁环就用；④一个不够多套几个……

例上左图中的磁环使用情况，因为客户的辐射问题是由PCB板引起，通过USB线束辐射发射出来，那么在使用磁环的时候，需要在靠近USB头的位置（图中①处），将线束缠绕两圈（图中②处），来抑制USB线束上的辐射发射。而非像上右图中一样在线束上，随意的选择一个位置，将磁环串在线束上，这样的使用并不能将磁环的抑制效果发挥出来。

磁环在使用的过程中，需要先确定抑制的频率点或者频率段来选择磁环的材质，根据被套磁环线束的粗细来选择磁环的尺寸大小，再根据设备干扰的来源确定磁环的使用位置，最后将线束在磁环上缠绕两圈，确保磁环的抑制效果达到最佳状态。

五总结

磁环好用但要用对，对的材质、对的频率、对的位置、对的用法才能解决对应的问题！

（希望能解决部分工程师面对磁环不知道怎么选择和使用的困惑！）

编辑：何安