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淺述磁珠和電感的區別

磁珠有很高的電阻率和磁導率,他等效于電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率改變。他比一般的電感有十分好的高頻濾波特性,在高頻時出現阻性,所以能在相當寬的永磁鐵氧體頻率規模內堅持較高的阻抗,然后進步調頻濾波效果。

作為電源濾波,能夠運用電感。磁珠的電路符號即是電感,可是類型上能夠看出運用的是磁珠。在電路功能上,磁珠和電感是原理一樣的,只是頻率特性不一樣算了。

磁珠由氧磁體構成,電感由磁心和線圈構成,磁珠把溝通釹鐵硼磁鋼信號轉化為熱能,電感把溝通存儲起來,緩慢的開釋出去。

磁珠對高頻信號才有較大阻止效果,一般標準有100歐/100mMHZ,它在低頻時電阻比電感小得多。

鐵氧體磁珠(FerriteBead)是當前運用開展很快的一種抗攪擾元件,賤賣、易用,濾除高頻雜訊效果顯著。

在電路中只需導線穿過它即可(我用的都是象一般電阻容貌的,導線已穿過并膠合,也有表面貼裝的方式,但很少見到賣的)。當導線中電流穿過期,鐵 氧體對低頻電流簡直沒有什么阻抗,而對較高頻率的電流會發生較大衰減效果。高頻電流在其中以熱量方式發出,其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。磁珠品種很多,制作商應供給技術指標闡明,特別是磁珠的阻抗與頻率聯系的曲線。

鐵氧體是磁性材料,會因經過電流過大而發生磁飽滿,導磁率急劇下降。大電流濾波應採用構造上專門規劃的磁珠,還要注意其散熱辦法。

鐵氧體磁珠不只可用于電源電路中濾除高頻雜訊(可用于直流和溝通輸出),還可廣泛運用于其他電路,其體積能夠做得很小。特別是在數位電路中,由于脈沖信號富含頻率很高的高次諧波,也是電路高頻輻射的首要本源,所以可在這種場合表現磁珠的效果。

鐵氧體磁珠還廣泛運用于信號電纜的雜訊濾除。


磁珠的原理

磁珠的首要原料為鐵氧體。鐵氧體是一種立方晶格構造的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金,它的制作工藝和機械功能與陶瓷類似,色彩 為灰黑色。電磁攪擾濾波器中常常運用的一類磁芯即是鐵氧體材料,很多廠商都供給專門用于電磁攪擾按捺的鐵氧體材料。這種材料的特點是高頻損耗十分大,具有 很高的導磁率,他能夠是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下發生的電容最小。關于按捺電磁攪擾用的鐵氧體,最重要的功能參數為磁導率μ和飽滿磁通密度 Bs。磁導率μ能夠表明為復數,實數有些構成電感,虛數有些代表損耗,跟著頻率的添加而添加。因而,它的等效電路為由電感L和電阻R構成的串聯電路,L和 R都是頻率的函數。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時,所構成的電感阻抗在方式上是跟著頻率的升高而添加,可是在不一樣頻率時其機理是徹底不一樣的。

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,因而電感量較大,L起首要效果,電磁攪擾被反射而遭到按捺,而且這時磁芯的損耗較小,全部器材是一個低損耗、高Q特性的電感,這種電感簡單形成諧振因而在低頻段,有時可能出現運用鐵氧體磁珠后攪擾增強的表象。

在高頻段,阻抗由電阻成分構成,跟著頻率升高,磁芯的磁導率下降,致使電感的電感量減小,感抗成分減小可是,這時磁芯的損耗添加,電阻成分添加,致使總的阻抗添加,當高頻信號經過鐵氧體時,電磁攪擾被吸收并轉換成熱能的方式耗散掉。

鐵氧體按捺元件廣泛運用于印製電路板、電源線和材料線上。如在印製板的電源線入口端加上鐵氧體按捺元件,就能夠濾除高頻攪擾。鐵氧體磁環或磁珠專用于按捺信號線、電源線上的高頻攪擾和尖峰攪擾,它也具有吸收靜電放電脈衝攪擾的才能。


磁珠的選用

1.磁珠的單位是歐姆,而不是亨特,這一點要特別注意。由于磁珠的單位是依照它在某一頻率發生的阻抗來標稱的,阻抗的單位也是歐姆。磁珠的 DATASHEET上一般會供給頻率和阻抗的特性曲線圖,一般以100MHz為標準,比如1000R@100MHz,意思即是在100MHz頻率的時分磁 珠的阻抗相當于600歐姆。

2.一般濾波器是由無損耗的電抗元件構成的,它在線路中的效果是將阻帶頻率反射回信號源,所以這類濾波器又名反射濾波器。當反射濾波器與信號源 阻抗不匹配時,就會有一有些能量被反射回信號源,形成攪擾電平的增強。為處理這一弊端,可在濾波器的進線上運用鐵氧體磁環或磁珠套,運用滋環或磁珠對高頻 信號的渦流損耗,把高頻成分轉化為熱損耗。因而磁環和磁珠實際上對高頻成分起吸收效果,所以有時也稱之為吸收濾波器

不一樣的鐵氧體按捺元件,有不一樣的最佳按捺頻率規模。一般磁導率越高,按捺的頻率就越低。此外,鐵氧體的體積越大,按捺效果越好。在體積一守時, 長而細的形狀比短而粗的按捺效果好,內徑越小按捺效果也越好。但在有直流或溝通偏流的情況下,還存在鐵氧體飽滿的疑問,按捺元件橫截面越大,越不易飽滿, 可接受的偏流越大。

EMI吸收磁環/磁珠按捺差模攪擾時,經過它的電流值正比于其體積,兩者失調形成飽滿,下降了元件功能;按捺共模攪擾時,將電源的兩根線(正 負)同時穿過一個磁環,有用信號為差模信號,EMI吸收磁環/磁珠對其沒有任何影響,而關于共模信號則會表現出較大的電感量。磁環的運用中還有一個較好的 辦法是讓穿過的磁環的導線反復繞幾下,以添加電感量。能夠依據它對電磁攪擾的按捺塬理,合理運用它的按捺效果。

鐵氧體按捺元件應當安裝在接近攪擾源的當地。關于輸入/輸出電路,應儘量接近遮罩殼的進、出口處。對鐵氧體磁環和磁珠構成的吸收濾波器,除了應選用高磁導率的有耗材料外,還要注意它的運用場合。它們在線路中對高頻成分所

出現的電阻大約是十至幾百Ω,因而它在高阻抗電路中的效果并不顯著,相反,在低阻抗電路(如功率分配、電源或射頻電路)中運用將十分有用。


定論

由于鐵氧體能夠衰減較高頻同時讓較低頻簡直無阻止地經過,故在EMI操控中得到了廣泛地運用。用于EMI吸收的磁環/磁珠可 製成各種的形狀,廣泛運用于各種場合。如在PCB板上,可加在DC/DC模組、材料線、電源線等處。它吸收地點線路上高頻攪擾信號,但卻不會在體系中發生 新的零極點,不會損壞體系的穩定性。它與電源濾波器配合運用,可極好的彌補濾波器高頻端功能的缺乏,改進體系中濾波特性。