抗EMI铁氧体材料及其元器件的应用
1 前言电磁干扰(Electro-Magnetic-Interference, EMI)系指电子设备不需要的电磁或噪声信号对需要的电磁信号的干扰。电磁干扰(EMI)对电子系统已构成最大威胁，严重影响了设备性能的提高与发挥，还对公共环境和人类的人身安全以及军事保密、国防安全造成了很大的危害。形成电磁干扰的主要因素是干扰源、传播途径和受扰设备三大方面。所以，抗电磁干扰的技术也根据这三大因素进行开发。 目前抑制干扰的几种措施基本上都是采用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，基本方法就是屏蔽、接地和滤波。而滤波技术是目前抑止电磁干扰最常见、最有效、也是最经济的一种手段。因为运用滤波技术的方法非常简单，只要在电气设备电源线或信号线的入口处插入抗EMI滤波器，或在有源和无源电子元器件的引线上套上一些很小的管形或环形的软磁铁氧体磁心，即可以把通过电源线传导的电磁干扰信号给予抑制；这种方法是利用了软磁铁氧体材料的电磁损耗机理既简便又有效地消除了传导和辐射的电磁噪声。 采用抗EMI铁氧体材料制作的各种磁心或滤波器件目前已经广泛应用于通信、音视设备、办公电子设备、汽车电子系统、信号电缆等许多电子相关领域。由于抗EMI软磁铁氧体材料既能抑制电气设备内部产生的电磁噪声，又抑制能外界电网传入的电磁干扰，因此，抗EMI软磁铁氧体材料及其元器件技术发展相当迅速，品种越来越繁多，同时，其应用领域也在不断的开拓。 2 发展现状美国在二十世纪70年代就开始了软磁铁氧体抗电磁干扰材料的研制，现在已能大量生产各类抗电磁干扰材料和器件。美国陶瓷-磁性公司主要产品集中在NiZn铁氧体材料方面，通过铁氧体的复数磁导率与频率的关系，改变不同成分配方以及掺杂来实现铁氧体阻抗的频率特性和衰减频域，从而制成宽频域抗EMI铁氧体材料和各种滤波器。美国STEWAR公司，FILTERCONECPTS公司分别研制成功数个系列的抗EMI软磁材料，并应用于IBM公司、ZENITH公司和MOTOROLA公司的各种微型计算机、数字设备以及ATT信息系统上，取得了良好的效果。同时，也大量用于军用电子装备上。日本TDK公司市售有5大类抗EMI材料，也主要用于PC联网、数字设备中。富士公司则集中于MMIC及IC用抗电磁干扰滤波器材料及器件的开发。由于因特网、多媒体、有线宽带网及个人电脑的市场迅速增长，使用频率的扩展使得高频高磁导率Ni-Zn材料得到了快速发展。如EPCOS公司的K6(1000)、K7(1500)及M13(2300)；TDK公司L6E(1200)、L6(1500)；FDK公司L62(1400)、L68(2000)；Philips公 司8C12(1200)等。因为NiZn材料密度已超过MnZn高μ材料的理论极限，在宽频领域，NiZn高μ材料在电子商务、远程教育、远程医疗、家庭办公的网络化、数字化服务等方面发挥着更大作用。 国际电工委员会(IEC)成立了世界上最早的国际性干扰组织CISPR。这一组织到相继研究、开发、制定和控制电磁干扰的标准，这些标准涉及到工业、医疗设备、架空电力线、机动车辆、家用电器、照明设备、广播接收设信息技术设备等广泛领域。目前强制性的电磁兼容标准(EMC)已经在世界范围内严格执行。 我国抗EMI材料研究开发起步较晚，始于80年代。主要在软磁铁氧体材料和器件方面进行了大量的研究。电子科技大学，电子9所，宜宾金川电子（国营899厂）合作先后开发出6种抗EMI材料和5个元器件系列，尔后又解决了纳米晶软磁抗EMI材料的内层耦合及绝缘问题，使纳米晶软磁材料在抗EMI中也得到有效应用。南京精研公司应对市场开发并试产了一种性能全面的FHB系列材料，除μi 5000、Bs 5000、TC 210℃，类同TDK公司的DN50材料外，还具有宽温平坦μ-T曲线，因而可达到DNW45材料的宽温高直流叠加要求，绵阳新欣电子公司代替日本西海SK202G粉料取得了较好效果，实测高频阻抗峰值在5M以上，优于TDK公司HF90和飞利浦公司3S5材料。西安三联电子公司还用该材料制作成Φ152×Φ92×T52(mm)大环，磁导率μi和饱和磁通密度Bs均可达到4500以上，优于EPCOS公司适于制作大环的T65材料。天通股份有限公司相继开发了适合于1-3MHz领域的超高频变压器应用的超高频低损耗 MnZn铁氧体TP5B材料和低功耗NiZn铁氧体TN120L、TN140L*TN160L材料。风华高科开发出宽温高磁导率HT103锰锌软磁铁氧体材料，横店东磁集团也开发出R15K低功耗NiZn铁氧体材料。 现在国内市场上抗EMI材料、抗EMI元件、抗EMI滤波器已有大量商品。而对用磁性和陶瓷材料制备的复合材料作为新型的抗电磁干扰材料，国内外都已有了一定的理论探讨，国内电子科技大学也巳开发出复合双性材料。 我国已于2002年明确制定了产品的强制性认证体系并在2003年8月1日开始实施。强制性认证体系的英文缩写是“CCC”，即China Compulsory Certification。它是产品准许其出厂销售、进口和使用的证明标记。首批实施强制性产品认证的产品包括了各个门类的电子电气产品。四项认证中，与电磁防护有关的就占了两个——电磁兼容认证、安全与电磁兼容认证。 |
