磁珠的特性及應(yīng)用

標(biāo)簽：磁環(huán) 磁珠

磁珠的全稱為鐵氧體磁珠濾波器，是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾元件，廉價(jià)、易用，濾除高頻噪聲效果顯著。還有一種是近年來(lái)問(wèn)世的一種超小型非晶合金磁性材料制作的磁珠，它和鐵氧體不是同一種材料。(注：請(qǐng)區(qū)別于電‘技術(shù)中的“絕緣瓷珠”——編者)

磁珠的主要原料為鐵氧體，是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。這種材料的特點(diǎn)是高頻損耗非常大，具有很高的導(dǎo)磁率，使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。當(dāng)導(dǎo)線中有電流穿過(guò)時(shí)，鐵氧體對(duì)低頻電流幾乎沒(méi)有什么阻抗，而對(duì)較高頻率的電流會(huì)產(chǎn)生較大的衰減。

對(duì)于抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的性能參數(shù)為磁導(dǎo)率μ和飽和磁通密度Bs。它的等效電路為一個(gè)電感和一個(gè)電阻串聯(lián)，兩個(gè)元件的值都與磁珠的長(zhǎng)度成比例。當(dāng)導(dǎo)線穿過(guò)這種鐵氧體磁芯時(shí)，所構(gòu)成的電感阻抗是隨著頻率的升高而增加。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā)。

在低頻段，阻抗由電感的感抗構(gòu)成。低頻時(shí)R很小，磁芯的磁導(dǎo)率較高，因此電感量較大，L起主要作用，電磁干擾被反射而受到抑制，并且這時(shí)磁芯的損耗較小.整個(gè)器件是一個(gè)低損耗，高Q特性的電感。這種電感容易造成諧振.因此在低頻段有時(shí)可能出現(xiàn)使用鐵氧體磁珠后，干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象。

在高頻段，阻抗由電阻成分構(gòu)成，隨著頻率升高，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感的電感量減小，感抗成分減小。這時(shí)磁芯的損耗增加，電阻成分增加，導(dǎo)致總的阻抗增加。當(dāng)高頻信號(hào)通過(guò)鐵氧體時(shí)，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板.在電源線和數(shù)據(jù)線上，如在印制板的電源線入口端加鐵氧體抑制元件.就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

電感是儲(chǔ)能元件，而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件。電感多用于電源濾波回路，側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾;磁珠多用于信號(hào)回路，主要用于EMI(電磁兼容)方面。磁珠用來(lái)吸收超高頻信號(hào)，例如在一些RF電路、PLL、振蕩電路、含超高頻存儲(chǔ)器電路等，都需要在電源輸入部分加磁珠。電感是一種儲(chǔ)能元件，多用在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(guò)50MHz。

1.磁珠的單位是歐姆，而不是亨特。

磁珠的單位是按照它在某一頻率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的數(shù)據(jù)參數(shù)表(DATASHEET)上，一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線圖.常以100MHz為標(biāo)準(zhǔn)，比如600R@100MHz，意思就是在100MHz頻率時(shí)磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆。

例如某磁珠參數(shù)為120ohm，25%,3A,1206，其中120ohm是指在頻率100MHz時(shí)，該磁珠的阻抗值為120歐姆;25%是指上述阻抗所允許的誤差是±25%;3A是指該磁珠標(biāo)稱允許流過(guò)的最大電流;1206是指該磁珠的外形尺寸，EIAl206(英制：英寸)等同于 JIS/IEC3216(國(guó)際單位制：毫米)，即長(zhǎng)3.2mm、寬1.6mm。

2.磁環(huán)和磁珠對(duì)高頻成分起吸收作用，也稱為吸收濾波器。

普通濾波器是由無(wú)損耗的電抗元件構(gòu)成，在線路中的作用是將阻帶頻率反射回信號(hào)源，這類普通濾波器又叫反射濾波器。當(dāng)反射濾波器與信號(hào)源阻抗不匹配時(shí)，就會(huì)有一部分能量被反射回信號(hào)源，造成干擾電平的增強(qiáng)。為解決這一弊端，可在濾波器的進(jìn)線上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套，利用磁環(huán)或磁珠對(duì)高頻信號(hào)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(duì)高頻成分起吸收作用。

3.磁珠抑制開(kāi)關(guān)噪聲屬于主動(dòng)抑制型。

磁珠不同于普通的噪聲濾波器，通常噪聲濾波器只能吸收已發(fā)生的噪聲，屬于被動(dòng)抑制型。磁珠的作用則不同，它能抑制開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生.屬于主動(dòng)抑制型，這是二者的根本區(qū)別。磁珠可廣泛用于高頻開(kāi)關(guān)電源、錄像機(jī)、電子測(cè)量?jī)x器、以及各種對(duì)噪聲要求非常嚴(yán)格的電路中。

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。在體積一定時(shí)，長(zhǎng)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(wèn)題，抑制元件橫截面越大，越不易飽和，可承受的偏流也越大。