磁珠的作用有哪些?
磁珠:又名0歐姆電阻。它的一個應(yīng)用如下:當(dāng)需要模擬地和數(shù)字地共地時,可以考慮采用磁珠,與直接用導(dǎo)線連接兩個地相比采用磁珠可以減小網(wǎng)絡(luò)間的相互干擾
穩(wěn)壓電源直流輸出需要進行濾波,比如串連一個幾十微亨的電感等,但是當(dāng)電流達(dá)到數(shù)安培,甚至幾十上百安培時,電感肯定會黑了!如果用扼流圈,線圈截面又需要很大,這時可以在導(dǎo)線或者電阻上套一個磁珠,相當(dāng)于一個功率電感,起濾波的作用,對高頻又很好的抑制作用,主要是1MHz以上的噪聲。
全稱為鐵氧體磁珠濾波器。
磁珠由氧磁體組成,電感由磁心和線圈組成,磁珠把交流信號轉(zhuǎn)化為熱能,電感把交流存儲起來,緩慢的釋放出去。
磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用,一般規(guī)格有100歐/100mMHZ,它在低頻時電阻比電感小得多。電感的等效電阻可有Z=2X3.14xf來求得。
鐵氧體磁珠(FerriteBead)是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾元件,廉價、易用,濾除高頻噪聲效果顯著。
在電路中只要導(dǎo)線穿過它即可(我用的都是象普通電阻模樣的,導(dǎo)線已穿過并膠合,也有表面貼裝的形式,但很少見到賣的)。當(dāng)導(dǎo)線中電流穿過時,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(chǎn)生較大衰減作用。
高頻電流在其中以熱量形式散發(fā),其等效電路為一個電感和一個電阻串聯(lián),兩個元件的值都與磁珠的長度成比例。
磁珠種類很多,制造商應(yīng)提供技術(shù)指標(biāo)說明,特別是磁珠的阻抗與頻率關(guān)系的曲線。
有的磁珠上有多個孔洞,用導(dǎo)線穿過可增加元件阻抗(穿過磁珠次數(shù)的平方),不過在高頻時所增加的抑制噪聲能力不可能如預(yù)期的多,而用多串聯(lián)幾個磁珠的辦法會好些。
鐵氧體是磁性材料,會因通過電流過大而產(chǎn)生磁飽和,導(dǎo)磁率急劇下降。大電流濾波應(yīng)采用結(jié)構(gòu)上專門設(shè)計的磁珠,還要注意其散熱措施。
鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲(可用于直流和交流輸出),還可廣泛應(yīng)用于其他電路,其體積可以做得很小。特別是在數(shù)字電路中,由于脈沖信號含有頻率很高的高次諧波,也是電路高頻輻射的主要根源,所以可在這種場合發(fā)揮磁珠的作用。
鐵氧體磁珠還廣泛應(yīng)用于信號電纜的噪聲濾除。
以常用于電源濾波的HH-1H3216-500為例,其型號各字段含義依次為:
HH是其一個系列,主要用于電源濾波,用于信號線是HB系列;
1表示一個元件封裝了一個磁珠,若為4則是并排封裝四個的;
H表示組成物質(zhì),H、C、M為中頻應(yīng)用(50-200MHz),
T低頻應(yīng)用(《50MHz),S高頻應(yīng)用(》200MHz);
3216封裝尺寸,長3.2mm,寬1.6mm,即1206封裝;
500阻抗(一般為100MHz時),50ohm。
其產(chǎn)品參數(shù)主要有三項:
阻抗[Z]@100MHz(ohm):Typical50,Minimum37;
直流電阻DCResistance(mohm):Maximum20;
額定電流RatedCurrent(mA):2500.
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變化。他比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現(xiàn)阻性,所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗,從而提高調(diào)頻濾波效果。
磁珠主要用于高頻隔離,抑制差模噪聲等。
在電子設(shè)備的PCB板電路中會大量使用感性元件和EMI濾波器元件。這些元件包括片式電感和片式磁珠,以下就這兩種器件的特點進行描述并分析他們的普通應(yīng)用場合以及特殊應(yīng)用場合。表面貼裝元件的好處在于小的封裝尺寸和能夠滿足實際空間的要求。除了阻抗值,載流能力以及其他類似物理特性不同外,通孔接插件和表面貼裝器件的其他性能特點基本相同。片式電感在需要使用片式電感的場合,要求電感實現(xiàn)以下兩個基本功能:電路諧振和扼流電抗。諧振電路包括諧振發(fā)生電路,振蕩電路,時鐘電路,脈沖電路,波形發(fā)生電路等等。諧振電路還包括高Q帶通濾波器電路。要使電路產(chǎn)生諧振,必須有電容和電感同時存在于電路中。在電感的兩端存在寄生電容,這是由于器件兩個電極之間的鐵氧體本體相當(dāng)于電容介質(zhì)而產(chǎn)生的。在諧振電路中,電感必須具有高Q,窄的電感偏差,穩(wěn)定的溫度系數(shù),才能達(dá)到諧振電路窄帶,低的頻率溫度漂移的要求。高Q電路具有尖銳的諧振峰值。窄的電感偏置保證諧振頻率偏差盡量小。穩(wěn)定的溫度系數(shù)保證諧振頻率具有穩(wěn)定的溫度變化特性。標(biāo)準(zhǔn)的徑向引出電感和軸向引出電感以及片式電感的差異僅僅在于封裝不一樣。電感結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)材料(通常為氧化鋁陶瓷材料)上繞制線圈,或者空心線圈以及鐵磁性材料上繞制線圈。在功率應(yīng)用場合,作為扼流圈使用時,電感的主要參數(shù)是直流電阻(DCR),額定電流,和低Q值。當(dāng)作為濾波器使用時,希望寬帶寬特性,因此,并不需要電感的高Q特性。低的DCR可以保證最小的電壓降,DCR定義為元件在沒有交流信號下的直流電阻。片式磁珠片式磁珠的功能主要是消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)(PCB電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信號,而射頻RF能量卻是無用的電磁干擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)。要消除這些不需要的信號能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號通過,而濾除交流信號。通常高頻信號為30MHz以上,然而,低頻信號也會受到片式磁珠的影響。
片式磁珠由軟磁鐵氧體材料組成,構(gòu)成高體積電阻率的獨石結(jié)構(gòu)。渦流損耗同鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗隨信號頻率的平方成正比。使用片式磁珠的好處:小型化和輕量化在射頻噪聲頻率范圍內(nèi)具有高阻抗,消除傳輸線中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu),更好地消除信號的串繞。極好的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。降低直流電阻,以免對有用信號產(chǎn)生過大的衰減。顯著的高頻特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)。在高頻放大電路中消除寄生振蕩。有效的工作在幾個MHz到幾百MHz的頻率范圍內(nèi)。
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