抗电磁干扰软磁铁氧体技术.doc

本文由W191572020贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 陶 瓷 抗 电磁 干 扰软 磁 铁 氧 体 技 木 陈 利 宁 （ 西金 山电器 有限公 司 陕西 咸 阳 陕 摘 ） 要 简 要 介 绍 了 电 磁 干 扰 的 基 本 概 念 以 及 “ 色 陶瓷 ” 软 磁 铁 氧 体 材 料 在 现 代 抗 电 磁 干 扰 （ ） 术 中 的 应 用 ， 黑 技 并 论述 了软 磁 铁 氧 体抗 电 磁 干 扰 的 机 理 与 抑 制 电 磁 干扰 的方 法 关 键 词 软 磁 铁 氧 体 抗电磁干扰 机理 用 电 磁干扰 制 作的 “ 磁武 器 ” 电磁 炸 弹 ， 是 利 用 电 如 也 前 言 软磁 铁氧体 材料 由于其 生 产工艺 与 陶瓷行 业具有 电磁 干扰 对伊 拉克 的通讯 、 指挥 系统进 行 于扰 破坏 ， 以 达到 “ 战而屈 人之 兵” 目的。 不 的 随着全 球 信息化 的不 断 发展 ， 如何 降低 甚 至 消 除 电子设 备 的 已成 为 全 球 电子 信 息 业 及 消 费 者普 遍 关 注的 问题 ， 界 上为 此 成 立 了无 线 电干 扰 国 际 特 世 别 委员 会 （ ） 美 、 、 。 德 日诸 国也 分 别 建 立 了 专 门 组织 和 电磁环 境工程 研究会 ， 们对 电子仪 、 他 很 多共通 之 处 ， 因此 在 磁 性 材 料 行 业 被 称 为“ 色 陶 黑 瓷 ” 在各 领域 中的应 用 也越 来 越 广 泛 ， 别 是 在抗 电 ， 特 磁干 扰（ 技 术 中发 展更 为迅 速 。 ） 随着现 代科学 技术 的不 断进 步和 电子信 息化程 度 的逐 步提 高 ， 各种 电子设 备 、 电视 网络 、 程控交 换机 、 移 动通信 机及 办公 自动化 日益 普 及 ， 电子 系 统 向着 小 型 化 、 量化发展 ， 得各 电子 设备 间的相互 影 响和干 扰 轻 使 问题 变得 日趋 严 重 和 复 杂化 ， 磁 干 扰 （ ） 电 现象 日 益严 重 ， 且 成 为 影 响 系 统 正 常 工 作 的 突 出 障 碍 。 并 器及 测量 设备 的 抗 性能 要求 越来 越 高 ， 规 定未 并 经严 格 检验 的产 品不得 出厂 和上市 。 在 国内， 磁干扰 问题从 电 年 代 开 始 被 关 注 。 年起 ， 电磁 干 扰 问 题 引 起 政 府 及 有 关 产 业 部 门 （ 如航 天 部 、 舶总公 司 、 船 电子部 等 ） 的重 视 。国家 先后 公 司对 计算 机 电源故 障进 行 分 析 后认 为 ， 近 的故障源 于 电磁干扰 （ ） 。 也 被广 泛应用 于军 事方 面 ， 在现 代 战争 中， 电 子 战的作 用越来 越 大 。干 扰 与 抗 干扰 ， 身与 反 隐 身 隐 几乎 成 为现代 战争胜 负的关 键 因素 之一 。机载 、 船载 、 车载 的电 子装备 越 来越 多 ， 来 越 紧凑 。这 些 电 子 没 越 备 之间 的相互 干扰也更 加严 重 ， 以电磁兼 容 、 所 干扰与 抗 干扰均 是 当代 国 防的重 大课题 。 危 害最 严 重 的例 子 是 年 月发 生 在 越 南美军 基地 的一 起 事故 。据 报道 ， 当时 美 军 一 艘军 舰 成立 了无 线 电干扰标 准 化 委 员会 小 组 ， 国 电磁 兼 容 全 联合 工作 小组 、 中国电磁兼 容认证 委员 会 等 ， 目的是 解 决工业 、 研 、 科 医疗 设 备 、 用 电 器 的 电 磁 干 扰 问题 。 家 目前 我 国已颁 布强 制 性 国 家标 准 个 ， 有 还 个 强 制性 国家标 准 正在 制订 中 ， 京 、 海 、 都 等地 先 后 北 上 成 筹建 了电磁干扰 研究 室 。 电磁 干扰 的 基 本概 念 首 先 ， 要介 绍几 个相关 概念 ： 需 （ ） 电 磁 干 扰 ， 指 ， 是 上 的高功率 雷达 发射 的 射频 能量 ， 合 到 一 台装 在 飞 耦 机上 的导 弹火箭 的马达驱 动 电路 ， 导致 该马 达驱动 ， 将 导弹火 箭点 火 ， 触发 了停 在航 空母 舰 飞 行 甲板 上 的 并 电子设 备运 行过 程中不需 要 的 电磁或 噪声 信号对 需要 的电磁 信 号 的 干 扰 ； （ ） 电磁敏 感 度 ， 由于 电磁 能 量 造 成 的 性 能 下 降 容 ， 指 易程 度 ； ） 电 磁兼 容 （ ， 其 它导 弹 。这 起爆 炸事 故使 人丧 生 ， 引爆 了 枚 导弹 ， 造成 了 亿 美元 的 损 失 。海 湾 战 争 中美 国 利 陶 瓷 性 ， 设 备产生 的电磁 能量 既不 对其 他设 备产生 扰 ， 指 也不受其 他设 备电 磁干扰 的能力 。 电磁干扰 不可 能 完 全 消 除 ， 但是 经 过 适 当的 接地 软 磁 铁 氧 体 抗 机 理 抗 材 料主要 分 为 大类 ： 铁氧 体 软 磁 材 料 和 非 晶纳 米软 磁材 料 。 （ ） 屏蔽 （ 、 波 （ 等 手 段 ， 、 ） 滤 ） 是 可以将干 扰 程 度 尽 量 降 低 。对 于 一 个 良好 的 电 路 设 计， 预防胜 于发 生问题 后 的补 救 ， 因此 ， 决 电磁 干扰 解 问题 最好 的办法 是电路 设计 的初期 就考 虑 好设 备的 电 磁兼 容 问题 。 铁氧 体系 列软 磁材 料发 展 时 问较 ， 今 已 有 距 余年 的历 史 ， 技术也 日趋 完善 。实践 证 明 ， 种类 繁 多 在 的抗 料 中软 磁铁 氧 体是 一种 高效 价廉 的材 料 。 材 因此 以软磁 铁 氧 体为 基础 的 磁性 元 件 发 展迅 速 ， 抑 制 电磁 干 扰 的 基本 方 法 形成 电磁干 扰 的三要 素是干 扰源 （ 、 播途 ） 传 径 （ ） 和受扰 设备 （ ） 这 三 ， 者必 须 一起 出现 才 会 有 问题 的 存 在 ， 因此 ， 制 抑 电磁干 扰也应 该从 这 方 面着 手 。首先应 该抑 制 干扰 产 品种类 繁 多 ， 电 磁干 扰 抑 制 器 、 如 电波 吸 收 材 料 、 倍 频器 、 调制 器等 ， 已成 为现 代 军 事 电子 设 备 、 现 工业 和 民用 电子 仪器 不可 缺少 的组 成 部 分 ， 尤其 在 电子 设 备 向高 频化 方 向发 展 中 ， 作用 更加 突出 。 其 抗 软磁 铁 氧 体 主 要 是 利 用 铁 氧 体 材 料 独 特 的复数 磁 导率产 生 的磁损 耗机 理 。铁 氧体在 交 变磁 场 下使用 时 ， 其磁 导率 将 不再是 实数 而是复 数 ， 复数 磁 导率 一 。复 数 磁导 率 的物 理 意义 是 表 示 磁 性 材料 ， 既有 磁能 的储 存 （ ） 又 有 磁 能 的损 耗 （ ） ， 。这 种损耗 并非 一 般 的涡 流损 耗 ， 不 是 磁 滞 损 耗 ，而 是 也 由于磁 化 过程 中 ， 磁矩运 动 的阻尼 产生 的为磁 吸 收 。 元 源 ， 接消 除干扰 原 因 ； 次是消 除干扰 源 和受扰 设备 直 其 之间 的耦合 和辐 射 ， 切断 电磁干扰 的传 播 途径 ； 第三 是 提高受 扰设 备 的抗 扰能 力 ， 减低 其对 杂 讯 的敏感 度 。 干扰源 可 以分 为 自然 干 扰 源 和 人 为 干 扰 源 两 大 类 。与 自然现 象有 关 的 干扰 源 都 是 自然 干扰 源 ， 它还 包 括 了由元器 件工 作 时 产生 的 内部 电子 杂 讯 ， 干 扰 其 频 谱较 宽 。与 人 造 装 置 有关 的 干扰 源 都 是 人 为 干 扰 源， 主要 是元 器件 、 备 、 设 系统工 作 时产生 的电磁信 号 ， 其干 扰频 谱有 宽带 的 ， 有 窄带 的。 电 磁干 扰 按 其 能 也 量传 播方 式可 分为辐 射干 扰和 传导 干扰 种 。辐 射 干 扰采 用屏 蔽技 术来 消 除最 好 ； 导 干 扰 采用 磁 性 滤 波 传 随着频率 的上升 ， 复数 磁导 率的虚 部 （ ） 大 ， 耗增 ”增 损 大。铁 氧体 的损耗 因子为 ： 在 一 定 频 率 范 围 ， 内， 复数 磁 导 率 的实 部 （ ） 持 不 变 ， 在 频 率 达 到 保 而 极 限后 稳 剧 下降 ， 铁氧 体损耗 急剧 上升 。 此外 ， 于不 同组成 的铁 氧体材 料 ， 复 数磁 导率 对 其 的实 部 和虚部 与 频 率 的关 系 也 不 同。 因而 ， 变铁 氧 改 体 的组成 ， 改变 复数磁 导率 与频率 的关 系 ， 可 即改 变损 耗 与频率 的关 系 。实际 应用 中要 求抗 电磁 干 扰 软 磁铁 氧 体应具 有高 的磁 导率 ， ， 的饱 和磁 感 ， 高 应强 度 高 的居里 温度 ， ， 高 器件 来 消除 、 抑制干 扰 是 最经 济 、 有 效 的方 法 ， 且 最 并 将抗 器 件尽 可能靠 近 干扰 源 的地 方 ， 可有 效 减 还 少辐 射干扰 的产生 。 自然 干扰 源 的传播 途径 主要 是辐 射， 而人 为干扰 源有传 导 和辐射 两种 传播 方式 。 要保证 设备 的抗 干 扰 能 力 ， 新 产 品 的设 计 初 级 在 阶段就 应 该 十分 重 视 设 计 。初 期 进 行 设 计， 只要 适 当地 选 择 元 部 件 和 材 料 ， 么 设 备 成 品 中 那 设 计成 本几 乎 可 以忽 略不 计 ， 是 到 了产 品设计 越 的后 期 阶 段 ， 用 来 抑 制 噪 声 、 止 受 干 扰 的 手 段 越 可 防 少 ， 到这时 才发 现 等 问题 再 去 解 决 ， 会 事 倍 功 就 半 。 设 计 要 从 分 析 产 品 预 期 的 电 磁 环 境 、 扰 干 源、 耦合 途径 和敏 感部 件 人 手 ， 用 相 应 的技 术措 施 ， 采 抑 制干 扰源 ， 切断或 削弱耦 合 途径 ， 增强 敏感 部件 的抗 干 扰能 力等 。 的电阻率 ， 时还 应 具 有 一 特 定 的 同 损耗 频 率响 应 曲线 ， 需要 衰 减 信 号 的频 段 在 损耗 较 大 ， 以把 减 到最 低 电平 ， 在 需 要 传 足 衰 而 输信 号的 频段损 耗很 小 ， 信号容 易通 过 。 使 软 磁 铁 氧 体 在抗 中的应 用 利 用铁 氧体 衰减 ， 时 对不 同频 率 的 选 择 ， 不 同 的铁氧体 材 料。其 衰减能 力 与其提 供 的 阻抗大 小 陶 瓷 的铁 氧体元 件 ， 抗 值也较 大 。 阻 仃 荚 。 日前 ， 于 抗 的 软 磁 铁 氧 用 要 有 火 类 ： 铁 氧 体和 铁氧 体 ， 除此 以外 有川 山于 与铁 氧 体耦 合 的频 段 ， 氧 体损 ） 在 铁 耗很 大 ， 号在铁 氧体 中被 衰减 ， 以发 热的形 式 消 耗 信 并 掉， 因此还应 考 虑抗 元 器件 使 用 的 环 境 温度 以 及其 发 热产生 的 温升 。 氧体 替代 部分 铁 铁 氧体 。 铁 氧 的 磁导 本 率 可以超过 主要 用 于低频 ， 。而 铁 氧体材 料 由于它 具有 多孑 性 及 高 电 阻率 ， 起始 磁 导 率 。 ， 温度稳 定 特 性 较好 ， 于 或 用 如果在有 直 流 偏 置 的 场合 下 使 用 时 ， 氧体 必 ） 铁 须在低 于其饱 和磁 通 密 度 的情 况下 使 用 ， 样 才 能 提 这 以上 的频段 ， 主要 用 于高频 （ 。 【 ） 】 目前 ， 为适 应抗 器 件 小型 化 、 片式 化 的 要 求 ， 对 铁氧 体软 磁材料 的研 究 热点 集 中在对 基 本 配方 的优 化、 添加 剂的合 理选 用 以及 低温 烧结 等方 面上 。此 外 ， 为了使 铁 氧体 材 料更 好 地应 用 于 器 件 的设 计 中 ， 除 了科学 的配 方外 ， 艺对其 高 频性能 的影 响也 很 大 ， 工 因此还需要 严 格地 控 制 好 工 艺条 件 和 步 骤 ， 人 为 因 将 素 以及环境 影 响 的因 素控制 到最 低。 供最 大的 阻抗 。另 外 ， 高 电阻率 ， 较 以利 于绝 缘 。 结 语 据统 计 资料显 示 ， 目前 抗 软 磁 铁 氧 体 产量 已 占到整个 软 磁铁氧 体产 量 的 ， 还有 继 续增 加 的 且 趋 势。随 着人们 对 电磁 干 扰 现 象 的 愈 加关 注 ， 抗 实际选 择 软 磁 铁 氧体 抗 器 件 的 过 程 中还 必 须特 别注意 以下 几个 问题 ： 材 料 、 件的研 发也 越 来越 受 到各 国政 府 及科 研 机 构 器 的高度重 视 。 材 料 的最佳 使 用 频率 范 围 ， 是 铁 氧 体 材 料 影 ） 这 响最 大 的因素 。每 一种 不 同的材 料其使 用 频率 范 围也 不 同。对 同一 种材 料 的磁芯 而 言 ， 型号 规格 不 同 ， 某 在 一 抗 材料 与 器 件 不 仅 使 得 各 种 电 子设 备 的性 能 更加稳 定 ， 可提高 整机 系统 的工 作状 态 ， 而且可 以有 效 地改善 我们 生存 的环境 。因 此 ， 软 磁 铁 氧体 抗 材 料具有 广 阔的发展 空 间。 性 与人性 化等新 颖 闪亮 的印象 。但 就我 国大 多数卫 生 洁具 企业 来说 ， 然 在节水 、 菌等 功能 方面 取得 了很 虽 抗 大 的进步 ， 但依然 存 在 产 品 结 构单 调 ， 能 单 一 ， 套 功 配 相对较 差 ， 科技含 量低 等 问题 。因此 ， 今后 国内卫生 洁 具企业 ， 该树立 创 新 思维 、 展 经 营 眼光 ， 应 扩 以发 展 大 型企业 集 团为 目标 ， 成与 光 电子 、 形 电力 、 新材 料 、 械 机 特定 的频 率下 所 呈 现 出 的 阻抗 亦 不 相 同 ， 积 较 大 体 （ 上接 第 页 ） 与 生 产 ， 经 超 出 了 陶 瓷 行 业 的 范 计 已 围， 因此 ， 陶瓷企 业通 常需 要嫁 接 其它行 业 的技术 特 长 与设计 优势 ， 进行 合 作 与技术 集成 ， 同研制 开发 卫 生 共 洁具上 所需 的产 品 附件 。如卫 生 陶瓷产 品上 的光 感应 元 件 、 能器 件 、 节 密封 器 件 、 电脑 元 件 甚 至 音 乐播 放 器 件 等。 如伊奈 公 司先 后 推 出 的具 有 自动开 关 、 五档 洗 净功能 的坐便 器 产 品 。 在使 用 中