铁氧体磁环或者磁珠的选用

一、磁珠的原理
磁珠的主要原料为铁氧体 。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料 。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金 , 它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似 , 颜色为灰黑色 。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料 , 许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料 。这种材料的特点是高频损耗非常大 , 具有很高的导磁率 , 他可以是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 。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 。磁导率μ可以表示为复数 , 实数部分构成电感 , 虚数部分代表损耗 , 随着频率的增加而增加 。因此 , 它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路 , L和R都是频率的函数 。当导线穿过这种铁氧体磁芯时 , 所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加 , 但是在不同频率时其机理是完全不同的 。
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 , 感抗成分减小但是 , 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、电源线和数据线上 。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件 , 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 。
两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比 , 而且磁珠的长度对抑制效果有明显影响 , 磁珠长度越长抑制效果越好 。
铁氧体磁环或者磁珠的选用
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贴片磁珠
铁氧体磁环或者磁珠的选用
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插件磁珠
二、磁珠的选用
1.磁珠的单位是欧姆 , 而不是亨特 , 这一点要特别注意 。因为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DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图 , 一般以100MHz为标准 , 比如1000R@100MHz , 意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于600欧姆 。
2.普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成的 , 它在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源 , 所以这类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 。为解决这一弊病 , 可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠套 , 利用滋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 , 所以有时也称之为吸收滤波器 。
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 , 可承受的偏流越大 。