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浅析片式铁氧体磁珠的基本特性及分类应用
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浅析片式铁氧体磁珠的基本特性及分类应用

2019-08-06 10:36:18 来源:电子变压器与电感网

本文在简介铁氧体磁珠基本特性的基础上,重点论述了通用型、大电流型、低DC电阻型、尖峰型片式、片式铁氧体磁珠阵列、GHz高频型GHz高频型片式铁氧体磁珠选用及应用。

      片式铁氧体磁珠在EMI抑制中占有重要的位置,片式铁氧体磁珠是1个叠层型片式电感器,是由铁氧体磁性材料与导体线圈组成的叠层型独石结构。由于是在高温下烧结而成,因而致密性好、可靠性高。两端的电极由银、镍、焊锡3层构成,可满足再流焊和波峰焊的要求。
      当电流流过其中心孔中的导线时,便会在磁珠内部产生循环流动的磁道。用于EMI控制的铁氧体在配制时,应使其可把大部分磁通作为材料中的热耗散掉。这个现象可以由一个电感器和一个电阻器的串联组合来模拟。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。由于信号能量呈磁耦合加到磁珠上,故电感器的电抗与电阻的大小随频率的升高而增大。磁耦合的效率取决于磁珠材料相对于空气的导磁率。
      通常组成磁珠的铁氧体材料的损耗可以通过其相对于空气的导磁率,表示成一个复数量。磁性材料常用由此比值表征出损耗角。用于EMI抑制元件要求较大的损耗角,这意味着大部分干扰都将被耗散而不被反射。片式铁氧体磁珠的等效电路的阻抗Z可以表达为:
Z=Rjx
式中:X为电抗,Z、R、X都是频率f的函数。
      |Z|、R、X随频率的增加而上升,直至由片式铁氧体磁珠的寄生电容C引起的自谐振频率时X将迅速下降,并由感性转为容性。在自谐振频率处,|Z|达到最大值。利用铁氧体磁珠的阻抗频率特性,可以达到让低频信号通过而同时抑制高频噪声的目的。值得注意的是,高频噪声的能量是通过铁氧体磁矩与晶格的耦合而转变为热能散发出去的,并非将噪声导入地或阻挡回去。因而,在电路中安装铁氧体磁珠时,不需要为它设置接地点,这是铁氧体磁珠的突出优点之一。
      片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的EMI沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠的高频电阻特性,即允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。
      片式磁珠由软磁铁氧体材料组成的高体积电阻率的独石结构,涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比,涡流损耗随信号频率的平方成正比。使用片式磁珠的优点有:小型化和轻量化。在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的EMI。闭合的磁路结构可更好地消除信号的串扰,极好的磁屏蔽结构降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。高频特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)在高频放大电路中消除寄生振荡,可有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。






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