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磁珠的作用

更新時間:2018/4/18 16:00:36    閱讀:3798    分享此文章:
在成品電路板上,我們會看到一些導線或元件的引腳上套有黑色的小磁環,這就是本文要介紹的磁珠。

磁珠的全稱為鐵氧體磁珠濾波器(另有一種是非晶合金磁性材料制作的磁珠),是一種抗干擾元件,濾除高頻噪聲效果顯著。

鐵氧體材料的特點是高頻損耗非常大,具有很高的導磁率,使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最小。當磁珠中有電流穿過時,鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什么阻抗,而對較高頻率的電流會產生較大的衰減。

對于抑制電磁干擾用的鐵氧體,最重要的性能參數為磁導率μ和飽和磁通密菳s。它的等效電路為一個電感和一個電阻串聯,兩個元件的值都與磁珠的長度成比例。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時,所構成的電感阻抗是隨著頻率的升高而增加。高頻電流在其中以熱量形式散發。

在低頻段,阻抗由電感的感抗構成。低頻時R很小,磁芯的磁導率較高,因此電感量較大,L起主要作用,電磁干擾被反射而受到抑制,并且這時磁芯的損耗較小.整個器件是一個低損耗,高Q特性的電感。這種電感容易造成諧振.因此在低頻段有時可能出現使用鐵氧體磁珠后,干擾增強的現象。

在高頻段,阻抗由電阻成分構成,隨著頻率升高,磁芯的磁導率降低,導致電感的電感量減小,感抗成分減小。這時磁芯的損耗增加,電阻成分增加,導致總的阻抗增加。當高頻信號通過鐵氧體時,電磁干擾被吸收并轉換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體磁珠廣泛應用于印制電路板,如在印制板的電源線入口端套上磁珠(較大的磁環),就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環或磁珠專用于抑制信號摺⒌繚聰呱系母咂蹈扇藕圖夥甯扇牛簿哂形站駁綬諾緶齔甯扇諾哪芰Α?nbsp; 電感是儲能元件,而磁珠是能量轉換(消耗)器件。電感多用于電源濾波回路,側重于抑制傳導性干擾;磁珠多用于信號回路,主要用于EMI(電磁兼容)方面。磁珠用來吸收超高頻信號,例如在一些RF電路、PLL、振蕩電路、含超高頻存儲器電路等,都需要在電源輸入部分加磁珠。

磁珠的單位是歐姆,是按照它在某一頻率下產生的阻抗來標稱的。磁珠的數據參數表(DATASHEET)上,一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖,常以100MHz為標準,比如[email protected],意思就是在100MHz頻率時磁珠的阻抗相當于600歐姆。

例如某磁珠參數為120Ω,25%,3A,1206,是指在頻率1OOMHz時,阻抗值為1200,允許誤差是:±25%,允許穿過的標稱最大電流為3A;1206是外形尺寸,EIAl206(英制:英寸)等同于JIS/IEC3216(國際單位制:毫米),即長3.2mm、寬1.6mm。

磁環和磁珠對高頻成分起吸收作用,也稱為吸收濾波器。普通濾波器由無損耗的電抗元件構成,又叫反射濾波器。當反射濾波器與信號源阻抗不匹配時,就會有一部分能量被反射回信號源,造成干擾電平的增強。為解決這一弊端,可在濾波器的進線上使用鐵氧體磁環或磁珠,利用它們對高頻信號的渦流損耗,把高頻威分轉化為熱損耗。

磁珠抑制開關噪聲屬于主動抑制型。通常噪聲濾波器只能吸收已發生的噪聲,屬于被動抑制型。磁珠則能抑制開關噪聲的產生,屬于主動抑制型。磁珠可廣泛用于高頻開關電源、錄像機、電子測量儀器、以及各種對噪聲要求非常嚴格的電路中。 不同的鐵氧體抑制元件,有不同的最佳抑制頻率范圍。通常磁導率越高,抑制頻率越低。此外,鐵氧體體積越大,抑制效果越好。在體積一定時,長而細的形狀比短而粗的抑制效果好,內徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下,還存在鐵氧體飽和的問題,抑制元件橫截面越大,越不易飽和,可承受的偏流也越大。

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