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磁珠的主要功能及其在電路中的作用介紹

描述

1.磁珠的單位是歐姆，而不是亨特，這需要特別注意。因?yàn)榇胖榈膯挝皇腔谒谔囟l率下產(chǎn)生的阻抗而定的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的數(shù)據(jù)表通常提供頻率和阻抗的特性曲線(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)為100MHz，例如1000R@100MHz在100MHz的頻率下，磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆

2.規(guī)則濾波器由無(wú)損電抗分量組成。它在電路中的功能是將阻帶頻率反射回信號(hào)源，因此這種類(lèi)型的濾波器也稱(chēng)為反射濾波器。當(dāng)反射濾波器的阻抗與信號(hào)源不匹配時(shí)，一部分能量將被反射回信號(hào)源，導(dǎo)致干擾電平增加。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以在濾波器的入口線(xiàn)上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套，利用由磁環(huán)或磁珠引起的高頻信號(hào)的渦流損耗將高頻分量轉(zhuǎn)換為熱損耗。因此，磁環(huán)和磁珠實(shí)際上吸收了高頻成分，因此它們有時(shí)被稱(chēng)為吸收濾波器。

不同的鐵氧體抑制元件具有不同的最佳抑制頻率范圍。通常，磁導(dǎo)率越高，抑制的頻率就越低。此外，鐵氧體的體積越大，抑制效果越好。當(dāng)體積不變時(shí)，細(xì)長(zhǎng)形狀比短而厚的形狀具有更好的抑制效果，并且內(nèi)徑越小，抑制效果越好。然而，在存在直流或交流偏置電流的情況下，仍然存在鐵氧體飽和的問(wèn)題。抑制元件的橫截面越大，其飽和的可能性就越小，并且其能夠承受的偏置電流就越大。當(dāng)EMI吸收磁環(huán)/磁珠以抑制差模干擾時(shí)，通過(guò)它的電流值與其體積成正比，兩者之間的不平衡導(dǎo)致飽和，從而降低了組件的性能；在抑制共模干擾時(shí)，電源的兩條導(dǎo)線(xiàn)（正極和負(fù)極）同時(shí)穿過(guò)磁環(huán)，有效信號(hào)為差模信號(hào)。EMI吸收磁環(huán)/磁珠對(duì)其沒(méi)有影響，但對(duì)共模信號(hào)會(huì)顯示出較大的電感。使用磁環(huán)的另一個(gè)好方法是將穿過(guò)磁環(huán)的導(dǎo)線(xiàn)重復(fù)纏繞幾次，以增加電感。根據(jù)其抑制電磁干擾的原理，可以合理利用其抑制效果。

鐵氧體抑制元件應(yīng)安裝在干擾源附近。對(duì)于輸入/輸出電路，其位置應(yīng)盡可能靠近屏蔽外殼的入口和出口。對(duì)于由鐵氧體磁環(huán)和磁珠組成的吸收濾波器，除了選擇高磁導(dǎo)率的有損材料外，還應(yīng)注意其應(yīng)用場(chǎng)景。它們對(duì)電路中高頻分量的電阻約為10到幾百Q(mào)，因此在高阻抗電路中它們的作用并不明顯相反。當(dāng)用于低阻抗電路（如配電、電源或RF電路）時(shí)，它們將非常有效。

由于鐵氧體能夠衰減較高的頻率，同時(shí)允許較低的頻率幾乎暢通無(wú)阻地通過(guò)，鐵氧體已被廣泛用于EMI控制。用于EMI吸收的磁環(huán)/磁珠可以制成各種形狀，并廣泛用于各種場(chǎng)合。

如果在PCB板上，它可以添加到DC/DC模塊、數(shù)據(jù)電纜、電源電纜等。它吸收了所在電路上的高頻干擾信號(hào)，但不會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生新的零點(diǎn)和極點(diǎn)，也不會(huì)損害系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它可以與功率濾波器配合使用，有效地補(bǔ)充濾波器高頻性能的不足，改善系統(tǒng)中的濾波特性。

磁珠專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于抑制信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)上的高頻噪聲和峰值干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠用于吸收超高頻信號(hào)，例如一些RF電路，如PLL、振蕩電路和包含超高頻存儲(chǔ)器（DDRSDRAM、RAMBUS等）的電路，這些電路需要將磁珠添加到電源輸入中。電感器是LC振蕩電路、中低頻濾波電路中使用的儲(chǔ)能元件，其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)50MHz

磁珠的主要功能是消除傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)（電路）中存在的RF噪聲。RF能量是指添加到DC傳輸電平的AC正弦波分量，這是所需的有用信號(hào)。然而，RF能量對(duì)于沿線(xiàn)的電磁干擾傳輸和輻射（EMI）是無(wú)用的。為了消除這些不需要的信號(hào)能量，芯片磁珠被用作高頻電阻器（衰減器），允許直流信號(hào)通過(guò)，同時(shí)濾除交流信號(hào)。通常，高頻信號(hào)在30MHz以上，然而，低頻信號(hào)也受到芯片磁珠的影響。片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成，形成具有高體積電阻率的單石結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號(hào)頻率的平方成正比。使用芯片磁珠的好處：小型化和輕量化在射頻噪聲的頻率范圍內(nèi)具有高阻抗，消除了傳輸線(xiàn)中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)，更好地消除了信號(hào)串聯(lián)繞組。優(yōu)秀的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。減小直流電阻以避免有用信號(hào)的過(guò)度衰減。顯著的高頻和阻抗特性（更好地消除射頻能量）。消除高頻放大電路中的寄生振蕩。在幾個(gè)MHZ到幾百M(fèi)HZ的頻率范圍內(nèi)有效工作。

要正確選擇磁珠，必須注意以下幾點(diǎn)：

1.不需要的信號(hào)的頻率范圍是多少

2.誰(shuí)是噪聲源

3.需要多少噪聲衰減：

4.環(huán)境條件是什么（溫度、直流電壓、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）；

5.電路和負(fù)載阻抗是多少

6.PCB板上是否有放置磁珠的空間

前三個(gè)可以通過(guò)觀察制造商提供的阻抗-頻率曲線(xiàn)來(lái)確定。在阻抗曲線(xiàn)中，三條曲線(xiàn)都非常重要，即電阻阻抗和總阻抗?？傋杩褂蒢R22TfL0）2+：=fL描述。通過(guò)該曲線(xiàn)，選擇磁珠模型，該磁珠模型在所需噪聲衰減的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗，并使低頻和直流下的信號(hào)衰減最小化。在過(guò)大的直流電壓下，芯片磁珠的阻抗特性會(huì)受到影響。此外，如果操作溫度升高過(guò)高或外部磁場(chǎng)過(guò)大，磁珠的阻抗將受到不利影響。

如果在PCB板上，它可以添加到DC/DC模塊、數(shù)據(jù)電纜、電源電纜等。它吸收了所在電路上的高頻干擾信號(hào)，但不會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生新的零點(diǎn)和極點(diǎn)，也不會(huì)損害系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它可以與功率濾波器配合使用，有效地補(bǔ)充濾波器高頻性能的不足，改善系統(tǒng)中的濾波特性。

磁珠專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于抑制信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)上的高頻噪聲和峰值干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠用于吸收超高頻信號(hào)，例如一些RF電路，如PLL、振蕩電路和包含超高頻存儲(chǔ)器（DDRSDRAM、RAMBUS等）的電路，這些電路需要將磁珠添加到電源輸入中。電感器是LC振蕩電路、中低頻濾波電路中使用的儲(chǔ)能元件，其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)50MHz

磁珠的主要功能是消除傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)（電路）中存在的RF噪聲。RF能量是指添加到DC傳輸電平的AC正弦波分量，這是所需的有用信號(hào)。然而，RF能量對(duì)于沿線(xiàn)的電磁干擾傳輸和輻射（EMI）是無(wú)用的。為了消除這些不需要的信號(hào)能量，芯片磁珠被用作高頻電阻器（衰減器），允許直流信號(hào)通過(guò)，同時(shí)濾除交流信號(hào)。通常，高頻信號(hào)在30MHz以上，然而，低頻信號(hào)也受到芯片磁珠的影響。片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成，形成具有高體積電阻率的單石結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號(hào)頻率的平方成正比。使用芯片磁珠的好處：小型化和輕量化在射頻噪聲的頻率范圍內(nèi)具有高阻抗，消除了傳輸線(xiàn)中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)，更好地消除了信號(hào)串聯(lián)繞組。優(yōu)秀的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。減小直流電阻以避免有用信號(hào)的過(guò)度衰減。顯著的高頻和阻抗特性（更好地消除射頻能量）。消除高頻放大電路中的寄生振蕩。在幾個(gè)MHZ到幾百M(fèi)HZ的頻率范圍內(nèi)有效工作。

要正確選擇磁珠，必須注意以下幾點(diǎn)：

1.不需要的信號(hào)的頻率范圍是多少

2.誰(shuí)是噪聲源

3.需要多少噪聲衰減：

4.環(huán)境條件是什么（溫度、直流電壓、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）；

5.電路和負(fù)載阻抗是多少

6.PCB板上是否有放置磁珠的空間

前三個(gè)可以通過(guò)觀察制造商提供的阻抗-頻率曲線(xiàn)來(lái)確定。在阻抗曲線(xiàn)中，三條曲線(xiàn)都非常重要，即電阻阻抗和總阻抗?？傋杩褂蒢R22TfL0）2+：=fL描述。通過(guò)該曲線(xiàn)，選擇磁珠模型，該磁珠模型在所需噪聲衰減的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗，并使低頻和直流下的信號(hào)衰減最小化。在過(guò)大的直流電壓下，芯片磁珠的阻抗特性會(huì)受到影響。此外，如果操作溫度升高過(guò)高或外部磁場(chǎng)過(guò)大，磁珠的阻抗將受到不利影響。

使用芯片磁珠和芯片電感器的原因：是使用芯片磁球還是芯片電感劑主要取決于應(yīng)用。諧振電路中需要貼片電感器。當(dāng)需要消除不必要的EMI噪聲時(shí)，使用芯片磁珠是最佳選擇。

芯片磁珠和芯片電感器的應(yīng)用場(chǎng)景包括射頻和無(wú)線(xiàn)通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達(dá)探測(cè)器、汽車(chē)、手機(jī)、尋呼機(jī)、音頻設(shè)備、PDAS（個(gè)人數(shù)字助理）、無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)和低壓電源模塊。

芯片磁珠：在時(shí)鐘生成電路、模擬和數(shù)字電路、I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器（如串行和并行端口、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程通信、局域網(wǎng)）、射頻（RF）電路和易感邏輯器件之間進(jìn)行濾波，濾除電源電路中的高頻傳導(dǎo)干擾，抑制計(jì)算機(jī)、機(jī)器、錄像機(jī)、電視系統(tǒng)和手機(jī)中的EMI噪聲。