一、磁珠簡(jiǎn)介
磁珠的全稱為鐵氧體磁珠濾波器,是一種抗干擾元件,濾除高頻噪聲效果顯著。
磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,它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。它比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時(shí)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。
磁珠的電路符號(hào)就是電感,但是型號(hào)上可以看出使用的是磁珠。在電路功能上,磁珠和電感是原理相同的,只是頻率特性不同而已。
二、磁珠的單位
磁珠的單位是歐姆,而不是亨特,這一點(diǎn)要特別注意。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱的,阻抗的單位也是歐姆。
磁珠的DATASHEET上一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線圖,一般以100MHz 為標(biāo)準(zhǔn),比如 600R@100MHz,意思就是在100MHz 頻率的時(shí)候,磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆。
三、磁珠的主要參數(shù)
直流電阻DC Resistance(mohm):直流電流通過此磁珠時(shí),此磁珠所呈現(xiàn)的電阻值。
額定電流Rated Current(mA):表示磁珠正常工作時(shí)的最大允許電流。
阻抗[Z]@100MHz(ohm):這里所指的是交流阻抗。
阻抗-頻率特性:描述阻抗值隨頻率變化的曲線。
電阻-頻率特性:描述電阻值隨頻率變化的曲線。
感抗-頻率特性:描述感抗隨頻率變化的曲線。
下圖為某廠家磁珠特性參數(shù)及頻率特性曲線:
四、磁珠的分類及選型
①分類
根據(jù)磁珠的應(yīng)用場(chǎng)合,大致可將磁珠分為普通型、大電流型、尖峰型等。
普通型:普通型磁珠用于電流不太大(一般小于600mA),無(wú)特殊要求的場(chǎng)合,它的直流電阻一般為零點(diǎn)幾個(gè)歐姆。能有效地抑制、吸收電子設(shè)備的電磁干擾和射頻干擾。其阻抗范圍一般為幾歐到幾千歐范圍內(nèi)。
大電流型:此型號(hào)磁珠應(yīng)用于要求較大電流的場(chǎng)合,由于其應(yīng)用于大電流的場(chǎng)合,因此就要求它的直流電阻必須很小,約小于普通型磁珠一個(gè)數(shù)量級(jí),而其阻抗值一般也較小。
尖峰型:此型號(hào)的磁珠特性為在某一個(gè)頻率區(qū)域內(nèi),其阻抗急劇上升,從而在特定的頻率區(qū)域內(nèi)可獲得較高的衰減效果而對(duì)信號(hào)不產(chǎn)生影響。
②選型
選擇磁珠應(yīng)考慮兩方面:一是電路中噪聲干擾的情況,二是需要通過的電流大小。
要大概了解噪聲的頻率、強(qiáng)度,不同的磁珠的頻率阻抗曲線是不同的,要選在噪聲中心頻率磁珠阻抗較高的那種。噪聲干擾大的要選阻抗高一點(diǎn)的,但并不是阻抗越高越好,因?yàn)樽杩乖礁逥CR也越高,對(duì)有用信號(hào)的衰減也越大。但一般也沒有很明確的計(jì)算和選擇的標(biāo)準(zhǔn),主要看實(shí)際使用的效果,120R-600R之間都很常用。
然后要看通過電流大小,如果用在電源線部分則要選額定電流較大的型號(hào),用在信號(hào)線部分則一般額定電流要求不高。另外磁珠一般是阻抗越大額定電流越小。
磁珠的選擇要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行。比如對(duì)于3.3V、300mA電源,要求3.3V不能低于3.0V,那么磁珠的直流電阻DCR就應(yīng)該小于1R,這種情況一般選擇0.5R,防止參數(shù)漂移。對(duì)噪聲的抑制能力來(lái)說(shuō),如果要求對(duì)于100MHz的、300mVpp的噪聲,經(jīng)過磁珠以后達(dá)到50mVpp的水平,假設(shè)負(fù)載為45歐姆,那么就應(yīng)該選225R@100MHz,DCR<1R的磁珠,225R又是怎么算出來(lái)的?
(45ohm/50mV)*250mV=225ohm。
但要注意的是,磁珠的阻抗在你加電壓后和規(guī)格書上的有點(diǎn)差別。要正確的選擇磁珠,必須注意以下幾點(diǎn):
1、不需要的信號(hào)的頻率范圍為多少;
2、噪聲源是誰(shuí);
3、需要多大的噪聲衰減;
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、是否有空間在PCB板上放置磁珠。
五、磁珠的選擇考慮要素
1.磁珠種類很多,制造商應(yīng)提供技術(shù)指標(biāo)說(shuō)明,特別是磁珠的阻抗與頻率關(guān)系的曲線。
2.有的磁珠上有多個(gè)孔洞,用導(dǎo)線穿過可增加組件阻抗(穿過磁珠次數(shù)的平方),可采用多個(gè)磁珠串聯(lián)的辦法增加阻抗。
3.鐵氧體是磁性材料,會(huì)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(jì)的磁珠,還要注意其散熱措施。
4.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)用于其它電路,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(hào)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(chǎng)合發(fā)揮磁珠的作用。
5.選擇磁珠時(shí)需要注意磁珠的通流量,一般需要做降額處理,用在電源電路時(shí)要考慮直流阻抗對(duì)壓降影響。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:想要用好磁珠,還真不容易
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