磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,他等效于電阻和電感串聯(lián),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(shí)出現(xiàn)阻性,所以能在相當(dāng)寬的永磁鐵氧體頻率規(guī)模內(nèi)堅(jiān)持較高的阻抗,然后進(jìn)步調(diào)頻濾波效果。
作為電源濾波,能夠運(yùn)用電感。磁珠的電路符號(hào)即是電感,可是類型上能夠看出運(yùn)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(gòu)成,電感由磁心和線圈構(gòu)成,磁珠把溝通釹鐵硼磁鋼信號(hào)轉(zhuǎn)化為熱能,電感把溝通存儲(chǔ)起來,緩慢的開釋出去。
磁珠對(duì)高頻信號(hào)才有較大阻止效果,一般標(biāo)準(zhǔn)有100歐/100mMHZ,它在低頻時(shí)電阻比電感小得多。
鐵氧體磁珠(FerriteBead)是當(dāng)前運(yùn)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(dǎo)線穿過它即可(我用的都是象一般電阻容貌的,導(dǎo)線已穿過并膠合,也有表面貼裝的方式,但很少見到賣的)。當(dāng)導(dǎo)線中電流穿過期,鐵 氧體對(duì)低頻電流簡(jiǎn)直沒有什么阻抗,而對(duì)較高頻率的電流會(huì)發(fā)生較大衰減效果。高頻電流在其中以熱量方式發(fā)出,其等效電路為一個(gè)電感和一個(gè)電阻串聯(lián),兩個(gè)元件 的值都與磁珠的長(zhǎng)度成比例。磁珠品種很多,制作商應(yīng)供給技術(shù)指標(biāo)闡明,特別是磁珠的阻抗與頻率聯(lián)系的曲線。
鐵氧體是磁性材料,會(huì)因經(jīng)過電流過大而發(fā)生磁飽滿,導(dǎo)磁率急劇下降。大電流濾波應(yīng)採用構(gòu)造上專門規(guī)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(yùn)用于其他電路,其體積能夠做得很小。特別是在數(shù)位電路中,由于脈沖信號(hào)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(chǎng)合表現(xiàn)磁珠的效果。
鐵氧體磁珠還廣泛運(yùn)用于信號(hào)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(gòu)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(jī)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(yùn)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(diǎn)是高頻損耗十分大,具有 很高的導(dǎo)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(fā)生的電容最小。關(guān)于按捺電磁攪擾用的鐵氧體,最重要的功能參數(shù)為磁導(dǎo)率μ和飽滿磁通密度 Bs。磁導(dǎo)率μ能夠表明為復(fù)數(shù),實(shí)數(shù)有些構(gòu)成電感,虛數(shù)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(gòu)成的串聯(lián)電路,L和 R都是頻率的函數(shù)。當(dāng)導(dǎo)線穿過這種鐵氧體磁芯時(shí),所構(gòu)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(shí)其機(jī)理是徹底不一樣的。
在低頻段,阻抗由電感的感抗構(gòu)成,低頻時(shí)R很小,磁芯的磁導(dǎo)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(shí)磁芯的損耗較小,全部器材是一個(gè)低損耗、高Q特性的電感,這種電感簡(jiǎn)單形成諧振因而在低頻段,有時(shí)可能出現(xiàn)運(yùn)用鐵氧體磁珠后攪擾增強(qiáng)的表象。
在高頻段,阻抗由電阻成分構(gòu)成,跟著頻率升高,磁芯的磁導(dǎo)率下降,致使電感的電感量減小,感抗成分減小可是,這時(shí)磁芯的損耗添加,電阻成分添加,致使總的阻抗添加,當(dāng)高頻信號(hào)經(jīng)過鐵氧體時(shí),電磁攪擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的方式耗散掉。
鐵氧體按捺元件廣泛運(yùn)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?yàn)V除高頻攪擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于按捺信號(hào)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(diǎn)要特別注意。由于磁珠的單位是依照它在某一頻率發(fā)生的阻抗來標(biāo)稱的,阻抗的單位也是歐姆。磁珠的 DATASHEET上一般會(huì)供給頻率和阻抗的特性曲線圖,一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn),比如1000R@100MHz,意思即是在100MHz頻率的時(shí)分磁 珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆。
2.一般濾波器是由無損耗的電抗元件構(gòu)成的,它在線路中的效果是將阻帶頻率反射回信號(hào)源,所以這類濾波器又名反射濾波器。當(dāng)反射濾波器與信號(hào)源 阻抗不匹配時(shí),就會(huì)有一有些能量被反射回信號(hào)源,形成攪擾電平的增強(qiáng)。為處理這一弊端,可在濾波器的進(jìn)線上運(yùn)用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套,運(yùn)用滋環(huán)或磁珠對(duì)高頻 信號(hào)的渦流損耗,把高頻成分轉(zhuǎn)化為熱損耗。因而磁環(huán)和磁珠實(shí)際上對(duì)高頻成分起吸收效果,所以有時(shí)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(guī)模。一般磁導(dǎo)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(shí), 長(zhǎng)而細(xì)的形狀比短而粗的按捺效果好,內(nèi)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(huán)/磁珠按捺差模攪擾時(shí),經(jīng)過它的電流值正比于其體積,兩者失調(diào)形成飽滿,下降了元件功能;按捺共模攪擾時(shí),將電源的兩根線(正 負(fù))同時(shí)穿過一個(gè)磁環(huán),有用信號(hào)為差模信號(hào),EMI吸收磁環(huán)/磁珠對(duì)其沒有任何影響,而關(guān)于共模信號(hào)則會(huì)表現(xiàn)出較大的電感量。磁環(huán)的運(yùn)用中還有一個(gè)較好的 辦法是讓穿過的磁環(huán)的導(dǎo)線反復(fù)繞幾下,以添加電感量。能夠依據(jù)它對(duì)電磁攪擾的按捺塬理,合理運(yùn)用它的按捺效果。
鐵氧體按捺元件應(yīng)當(dāng)安裝在接近攪擾源的當(dāng)?shù)亍jP(guān)于輸入/輸出電路,應(yīng)儘量接近遮罩殼的進(jìn)、出口處。對(duì)鐵氧體磁環(huán)和磁珠構(gòu)成的吸收濾波器,除了應(yīng)選用高磁導(dǎo)率的有耗材料外,還要注意它的運(yùn)用場(chǎng)合。它們?cè)诰€路中對(duì)高頻成分所
出現(xiàn)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(yùn)用將十分有用。
定論
由于鐵氧體能夠衰減較高頻同時(shí)讓較低頻簡(jiǎn)直無阻止地經(jīng)過,故在EMI操控中得到了廣泛地運(yùn)用。用于EMI吸收的磁環(huán)/磁珠可 製成各種的形狀,廣泛運(yùn)用于各種場(chǎng)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(diǎn)線路上高頻攪擾信號(hào),但卻不會(huì)在體系中發(fā)生 新的零極點(diǎn),不會(huì)損壞體系的穩(wěn)定性。它與電源濾波器配合運(yùn)用,可極好的彌補(bǔ)濾波器高頻端功能的缺乏,改進(jìn)體系中濾波特性。