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磁珠的作用

更新时间:2018/4/18 16:00:36    阅读:2374    分享此文章:
在成品电路板上,我们会看到一些导线或元件的引脚上套有黑色的小磁环,这就是本文要介绍的磁珠。

磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器(另有一种是非晶合金磁性材料制作的磁珠),是一种抗干扰元件,滤除高频噪声效果显著。

铁氧体材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。当磁珠中有电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大的衰减。

对于抑制电磁干扰用的铁氧体,最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密菳s。它的等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个元件的值都与磁珠的长度成比例。当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗是随着频率的升高而增加。高频电流在其中以热量形式散发。

在低频段,阻抗由电感的感抗构成。低频时R很小,磁芯的磁导率较高,因此电感量较大,L起主要作用,电磁干扰被反射而受到抑制,并且这时磁芯的损耗较小.整个器件是一个低损耗,高Q特性的电感。这种电感容易造成谐振.因此在低频段有时可能出现使用铁氧体磁珠后,干扰增强的现象。

在高频段,阻抗由电阻成分构成,随着频率升高,磁芯的磁导率降低,导致电感的电感量减小,感抗成分减小。这时磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导致总的阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

铁氧体磁珠广泛应用于印制电路板,如在印制板的电源线入口端套上磁珠(较大的磁环),就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号摺⒌缭聪呱系母咂蹈扇藕图夥甯扇牛簿哂形站驳绶诺缏龀甯扇诺哪芰Α?nbsp; 电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑制传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI(电磁兼容)方面。磁珠用来吸收超高频信号,例如在一些RF电路、PLL、振荡电路、含超高频存储器电路等,都需要在电源输入部分加磁珠。

磁珠的单位是欧姆,是按照它在某一频率下产生的阻抗来标称的。磁珠的数据参数表(DATASHEET)上,一般会提供频率和阻抗的特性曲线图,常以100MHz为标准,比如600R@100MHz,意思就是在100MHz频率时磁珠的阻抗相当于600欧姆。

例如某磁珠参数为120Ω,25%,3A,1206,是指在频率1OOMHz时,阻抗值为1200,允许误差是:±25%,允许穿过的标称最大电流为3A;1206是外形尺寸,EIAl206(英制:英寸)等同于JIS/IEC3216(国际单位制:毫米),即长3.2mm、宽1.6mm。

磁环和磁珠对高频成分起吸收作用,也称为吸收滤波器。普通滤波器由无损耗的电抗元件构成,又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时,就会有一部分能量被反射回信号源,造成干扰电平的增强。为解决这一弊端,可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠,利用它们对高频信号的涡流损耗,把高频威分转化为热损耗。

磁珠抑制开关噪声属于主动抑制型。通常噪声滤波器只能吸收已发生的噪声,属于被动抑制型。磁珠则能抑制开关噪声的产生,属于主动抑制型。磁珠可广泛用于高频开关电源、录像机、电子测量仪器、以及各种对噪声要求非常严格的电路中。 不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高,抑制频率越低。此外,铁氧体体积越大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细的形状比短而粗的抑制效果好,内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流也越大。

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