磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號,像一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHZ。
磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,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。
磁珠的功能主要是消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)(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。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)。
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。
作為電源濾波,可以使用電感。磁珠的電路符號就是電感但是型號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,只是頻率特性不同罷了。
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。磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,等效于電阻和電感串聯(lián)。在電路中只要導(dǎo)線穿過它即可。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),兩個組件的值都與磁珠的長度成比例。有的磁珠上有多個孔洞,用導(dǎo)線穿過可增加組件阻抗(穿過磁珠次數(shù)的平方)。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。
磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用,一般規(guī)格有100歐/100MHZ ,它在低頻時電阻比電感小得多。
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 表示一個組件封裝了一個磁珠,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。
注意:磁珠的單位是歐姆,而不是亨利,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)生的阻抗來標(biāo)稱的,阻抗的單位也是歐姆。
鐵氧體磁珠 (Ferrite Bead) 是應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾組件,廉價、易用,濾除高頻噪聲效果顯著。鐵氧體磁珠還廣泛應(yīng)用于信號電纜的噪聲濾除。
磁珠與電感的區(qū)別
有以下三點(diǎn)區(qū)別:
1、磁珠本身理論上是耗能元件,電感理論上是不耗能的。
2、電感的磁材是不封閉的,典型結(jié)構(gòu)是磁棒,磁力線一部分通過磁材(磁棒),還有一部分是在空氣中的;而磁珠的磁材是封閉的,典型結(jié)構(gòu)是磁環(huán),幾乎所有磁力線都在磁環(huán)內(nèi),不會散發(fā)到空氣中去。
3、磁環(huán)中的磁場強(qiáng)度不斷變化,會在磁材里感應(yīng)出電流,選用高磁滯系數(shù)和低電阻率的磁材就能把這些高頻能量轉(zhuǎn)換成熱能,進(jìn)而消耗掉。而電感則相反,要選低磁滯系數(shù)和高電阻率的磁材,以盡可能的使電感在整個頻帶內(nèi)呈現(xiàn)一致的電感值。
向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)
擴(kuò)展資料
電感器一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成。
1、骨架
骨架泛指繞制線圈的支架。一些體積較大的固定式電感器或可調(diào)式電感器(如振蕩線圈、阻流圈等),大多數(shù)是將漆包線(或紗包線)環(huán)繞在骨架上,再將磁心或銅心、鐵心等裝入骨架的內(nèi)腔,以提高其電感量。
骨架通常是采用塑料、膠木、陶瓷制成,根據(jù)實(shí)際需要可以制成不同的形狀。小型電感器(例如色碼電感器)一般不使用骨架,而是直接將漆包線繞在磁心上??招碾姼衅?也稱脫胎線圈或空心線圈,多用于高頻電路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上繞好后再脫去模具,并將線圈各圈之間拉開一定距離。
2、繞組
繞組是指具有規(guī)定功能的一組線圈,它是電感器的基本組成部分。繞組有單層和多層之分。單層繞組又有密繞(繞制時導(dǎo)線一圈挨一圈)和間繞(繞制時每圈導(dǎo)線之間均隔一定的距離)兩種形式;多層繞組有分層平繞、亂繞、蜂房式繞法等多種。
3、磁心與磁棒
磁心與磁棒一般采用鎳鋅鐵氧體(NX系列)或錳鋅鐵氧體(MX系列)等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多種形狀。
4、鐵心
鐵心材料主要有硅鋼片、坡莫合金等,其外形多為“E”型。
5、屏蔽罩
為避免有些電感器在工作時產(chǎn)生的磁場影響其它電路及元器件正常工作,就為其增加了金屬屏幕罩(例如半導(dǎo)體收音機(jī)的振蕩線圈等)。采用屏蔽罩的電感器,會增加線圈的損耗,使Q值降低。
6、封裝材料
有些電感器(如色碼電感器、色環(huán)電感器等)繞制好后,用封裝材料將線圈和磁心等密封起來。封裝材料采用塑料或環(huán)氧樹脂等。
使用貼片磁珠和貼片電感的原因:是使用貼片磁珠還是貼片電感主要還在于應(yīng)用。在諧振電路中需要使用貼片電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時,使用貼片磁珠是最佳的選擇。
1、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)生的阻抗來標(biāo)稱的,阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET上一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖,一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn),比如1000R100MHz,意思就是在100MHz頻率的時候磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆。
2、普通濾波器是由無損耗的電抗元件構(gòu)成的,它在線路中的作用是將阻帶頻率反射回信號源,所以這類濾波器又叫反射濾波器。當(dāng)反射濾波器與信號源阻抗不匹配時,就會有一部分能量被反射回信號源,造成干擾電平的增強(qiáng)。為解決這一弊病,可在濾波器的進(jìn)線上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套,利用滋環(huán)或磁珠對高頻信號的渦流損耗,把高頻成分轉(zhuǎn)化為熱損耗。因此磁環(huán)和磁珠實(shí)際上對高頻成分起吸收作用,所以有時也稱之為吸收濾波器。
不同的鐵氧體抑制元件,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。我愛方案網(wǎng)上某些大牛研究發(fā)現(xiàn):在體積一定時,長而細(xì)的形狀比短而粗的抑制效果好,內(nèi)徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下,還存在鐵氧體飽和的問題,抑制元件橫截面越大,越不易飽和,可承受的偏流越大。EMI吸收磁環(huán)/磁珠抑制差模干擾時,通過它的電流值正比于其體積,兩者失調(diào)造成飽和,降低了元件性能;抑制共模干擾時,將電源的兩根線(正負(fù))同時穿過一個磁環(huán),有效信號為差模信號,EMI吸收磁環(huán)/磁珠對其沒有任何影響,而對于共模信號則會表現(xiàn)出較大的電感量。磁環(huán)的使用中還有一個較好的方法是讓穿過的磁環(huán)的導(dǎo)線反復(fù)繞幾下,以增加電感量??梢愿鶕?jù)它對電磁干擾的抑制原理,合理使用它的抑制作用。
鐵氧體抑制元件應(yīng)當(dāng)安裝在靠近干擾源的地方。對于輸入/輸出電路,應(yīng)盡量靠近屏蔽殼的進(jìn)、出口處。對鐵氧體磁環(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,還要注意它的應(yīng)用場合。它們在線路中對高頻成分所呈現(xiàn)的電阻大約是十至幾百Ω,因此它在高阻抗電路中的作用并不明顯,相反,在低阻抗電路(如功率分配、電源或射頻電路)中使用將非常有效。
磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。 磁珠是用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過錯50MHZ。