磁珠的特性及应用

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磁珠的特性及应用

   磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器,是目前应用发展很快的一种抗干扰元件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显著。还有一种是近年来问世的一种超小型非晶合金磁性材料制作的磁珠,它和铁氧体不是同一种材料。(注:请区别于电‘技术中的“绝缘瓷珠”——编者)
   磁珠的主要原料为铁氧体,是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。这种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。当导线中有电流穿过时,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和饱和磁通密度Bs。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。
   铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板.在电源线和数据线上,如在印制板的电源线入口端加铁氧体抑制元件.就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。
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。电感是一种储能元件,多用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。  
1.磁珠的单位是欧姆,而不是亨特。
   磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。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120ohm,25%,3A,1206,其中120ohm是指在频率100MHz时,该磁珠的阻抗值为120欧姆;25%是指上述阻抗所允许的误差是±25%;3A是指该磁珠标称允许流过的最大电流;1206是指该磁珠的外形尺寸,EIAl206(英制:英寸)等同于JIS/IEC3216(国际单位制:毫米),即长3.2mm、宽1.6mm。
   2.磁环和磁珠对高频成分起吸收作用,也称为吸收滤波器。
   普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成,在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源,这类普通滤波器又叫反射滤波器。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套,利用磁环或磁珠对高频信号的涡流损耗,把高频成分转化为热损耗。因此磁环和磁珠实际上对高频成分起吸收作用。
   3.磁珠抑制开关噪声属于主动抑制型。
   磁珠不同于普通的噪声滤波器,通常噪声滤波器只能吸收已发生的噪声,属于被动抑制型。磁珠的作用则不同,它能抑制开关噪声的产生.属于主动抑制型,这是二者的根本区别。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,抑制的频率就越低。此外,铁氧体的体积越大,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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