磁珠的工作原理及應(yīng)用

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介紹

由于對(duì)電磁兼容的迫切要求，電磁干擾抑制元件得到了廣泛的應(yīng)用。然而，實(shí)際應(yīng)用中的電磁兼容問(wèn)題非常復(fù)雜。僅僅依靠理論知識(shí)是完全不夠的。它更多地依賴(lài)于大多數(shù)電子工程師的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。為了更好地解決電子產(chǎn)品的電磁兼容問(wèn)題，還必須考慮接地、電路和PCB設(shè)計(jì)、電纜設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)等問(wèn)題。介紹了磁珠的基本原理和特點(diǎn)，闡述了磁珠在開(kāi)關(guān)電源電磁兼容設(shè)計(jì)中的重要性和應(yīng)用。以下是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)的必要參考。

目錄

一、磁珠

1.1磁珠的概念

磁珠屬于電磁干擾噪聲元件，也屬于噪聲濾波器。他們的學(xué)名是片狀鐵氧體磁珠。它們的作用相當(dāng)于電路中串聯(lián)的電阻和電感。它們的電阻和電感隨電路的頻率而變化。當(dāng)高頻通過(guò)時(shí)，它們表現(xiàn)出電阻，從而起到濾波高頻濾波器的作用。磁珠的主要原料是鐵素體，主要成分是鐵鎂合金或鐵鎳合金，外觀(guān)呈灰黑色。

電路中的高頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)鐵氧體時(shí)消耗了大量的高頻信號(hào)。正是由于鐵氧體的高頻特性，磁珠在電路中起到了抗高頻和低頻的作用。

1.2磁珠命名規(guī)則

下圖顯示了模型中磁珠的命名規(guī)則BLM18AG331SN1D舉個(gè)例子

1.3磁珠工作原理

磁珠的主要原料是鐵氧體。鐵氧體是具有立方晶格結(jié)構(gòu)的立方鐵磁性材料。鐵素體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金。其制造工藝和力學(xué)性能與陶瓷相似。顏色是灰黑色的。電磁干擾濾波器中經(jīng)常使用的一種磁芯是鐵氧體材料，許多制造商專(zhuān)門(mén)為抑制電磁干擾提供鐵氧體材料。這種材料的特點(diǎn)是高頻損耗和高磁導(dǎo)率，使電感線(xiàn)圈繞組之間高頻高電阻產(chǎn)生的電容最小化。鐵氧體材料通常用于高頻場(chǎng)合，因?yàn)樗鼈冊(cè)诘皖l下表現(xiàn)出主要的感應(yīng)特性，從而產(chǎn)生低損耗。在高頻下，它們主要表現(xiàn)為電抗特性，并隨頻率變化。在實(shí)際應(yīng)用中，鐵氧體材料被用作射頻電路的高頻衰減器。實(shí)際上，鐵氧體可以更好地等效為電阻和電感的并聯(lián)。低頻電阻被電感器短路，高頻時(shí)電感器的阻抗變得很高，電流通過(guò)電阻器。鐵氧體是一種將高頻能量轉(zhuǎn)換為熱能的消耗設(shè)備，熱能由其電阻特性決定。

對(duì)于抑制電磁干擾的鐵氧體，最重要的性能參數(shù)是磁導(dǎo)率和飽和磁通密度。磁導(dǎo)率可用復(fù)數(shù)表示，實(shí)部為電感，虛部為損耗，損耗隨頻率的增加而增大。因此，它的等效電路是由一個(gè)電感L和一個(gè)電阻R組成的串聯(lián)電路。如圖1所示，電感L和電阻器R都是頻率的函數(shù)。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)穿過(guò)這種鐵氧體磁芯時(shí)，電感器的阻抗隨著頻率的增加而增加，但在不同的頻率下，其阻抗機(jī)制是完全不同的。

在高頻段，阻抗主要由電阻分量組成。隨著頻率的增加，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感器的電感減小，電感分量減小，但此時(shí)磁芯的損耗增大。電阻分量的增加使總阻抗增大，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)化為熱能。在低頻段，阻抗主要由電感的感應(yīng)電抗組成。當(dāng)?shù)皖l較小時(shí)，磁芯的磁導(dǎo)率較高，所以電感大，電感L起主要作用，電磁干擾被反射和抑制，而當(dāng)磁芯損耗很小時(shí)，整個(gè)裝置就是一個(gè)低損耗、高品質(zhì)因數(shù)的Q型電感，鐵氧體磁珠使用后，在低頻段會(huì)出現(xiàn)干擾增強(qiáng)現(xiàn)象。

磁珠有多種類(lèi)型，制造商將提供技術(shù)指標(biāo)說(shuō)明，特別是磁珠阻抗與頻率的關(guān)系。有些磁珠有多個(gè)孔，導(dǎo)線(xiàn)的通過(guò)可以增加元件的阻抗（磁珠通過(guò)次數(shù)的平方），但是高頻下的噪聲抑制能力可能不如預(yù)期的那么大，可以使用多個(gè)串聯(lián)連接。磁珠法。

值得注意的是，高頻噪聲的能量通過(guò)鐵氧體磁矩和晶格的耦合轉(zhuǎn)化為熱能，而不是像旁路電容器那樣將噪聲引入地面或阻止其返回。因此，當(dāng)鐵氧體磁珠安裝在電路中時(shí)，不必設(shè)置接地點(diǎn)。這是鐵氧體磁珠的突出優(yōu)點(diǎn)。

下圖顯示了片狀鐵氧體磁珠的阻抗頻率特性示例。其基本原理是：隨著頻率的升高，阻抗隨電感的增加而成比例地增加，因此，通過(guò)將這些磁珠串聯(lián)在電路中，它們起到了低通濾波器的作用。對(duì)于傳統(tǒng)電感器，阻抗（Z）值的主要特征是電抗分量（X）。

另一方面，由于片狀鐵氧體磁珠使用在高頻下具有高損耗的鐵氧體材料，因此在高頻范圍內(nèi)的主要特性是電阻分量（R）。電抗分量不伴有損耗，而電阻分量有損耗。這意味著片狀鐵氧體磁珠比傳統(tǒng)電感具有更好的噪聲能量吸收能力。

片式鐵氧體磁珠通常通過(guò)100MHz頻率下的阻抗值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。但是，可以使用具有相同阻抗值的各種產(chǎn)品。這是為了能夠選擇阻抗曲線(xiàn)的銳度。

下圖顯示了曲線(xiàn)更改的示例。BLM18AG601SN1和BLM18BD601SN1都是片式鐵氧體磁珠，在100 MHz時(shí)阻抗為600Ω，但BLM18BD601SN1的阻抗曲線(xiàn)更為尖銳，而B(niǎo)LM18AG601SN1的阻抗上升更為緩慢。

對(duì)于阻抗曲線(xiàn)緩慢上升的類(lèi)型，阻抗在較低的頻率水平開(kāi)始增加，因此可以在從非常低頻到高頻的寬頻帶上抑制噪聲。然而，如果信號(hào)頻率相對(duì)較高，則頻率也可能衰減。

相反，對(duì)于阻抗曲線(xiàn)急劇上升的類(lèi)型，阻抗僅在高頻范圍內(nèi)增加，因此即使使用具有相對(duì)較高頻率的信號(hào)，也可以在不影響信號(hào)的情況下抑制噪聲。因此，在選擇片狀鐵氧體磁珠時(shí)，重要的是要考慮抑制噪聲的信號(hào)頻率。

1.4磁珠結(jié)構(gòu)

當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中的電流通過(guò)時(shí)，鐵氧體對(duì)低頻電流的電阻很小，高頻電流衰減較大。高頻電流以熱的形式輻射出去，等效電路是一個(gè)串聯(lián)的電感和一個(gè)電阻，這兩個(gè)分量的值與磁珠的長(zhǎng)度成正比。磁珠的種類(lèi)很多，制造商應(yīng)該提供技術(shù)規(guī)格，特別是磁珠的阻抗和頻率之間的關(guān)系。有些磁珠有多個(gè)孔，導(dǎo)線(xiàn)的通過(guò)可以增加元件的阻抗（通過(guò)磁珠的次數(shù)的平方），但是在高頻下增加的噪聲抑制能力并不像預(yù)期的那樣，但是多個(gè)串聯(lián)的幾個(gè)磁珠會(huì)更好地工作。鐵氧體是一種磁性材料，由于過(guò)多的電流通過(guò)，磁導(dǎo)率急劇下降。大電流濾波應(yīng)采用專(zhuān)門(mén)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的磁珠，并注意散熱措施。鐵氧體磁珠不僅可以用來(lái)過(guò)濾功率電路中的高頻噪聲（用于直流和交流輸出），而且還可以用于其他電路，而且其尺寸可以縮小。特別是在數(shù)字電路中，由于脈沖信號(hào)含有高頻高次諧波，它也是電路高頻輻射的主要來(lái)源，因此在這種情況下可以起到磁珠的作用。鐵氧體磁珠也廣泛用于信號(hào)電纜的噪聲濾波。

下圖顯示了片狀鐵素體磁珠的典型結(jié)構(gòu)。在原鐵氧體片之間形成線(xiàn)圈圖形，通過(guò)集成和點(diǎn)火過(guò)程形成三維線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。

1.5磁珠主要特性參數(shù)

直流電阻：當(dāng)直流電流通過(guò)磁珠時(shí)，磁珠顯示的電阻值。

額定電流額定電流（mA）：表示胎圈正常工作時(shí)的最大允許電流。

阻抗[Z]@100MHz（ohm）：指交流阻抗。

阻抗頻率特性：描述阻抗值隨頻率變化的曲線(xiàn)。

電阻頻率特性：將電阻值描述為頻率函數(shù)的曲線(xiàn)

感應(yīng)電抗頻率特性：描述感應(yīng)電抗隨頻率變化的曲線(xiàn)。

二、磁珠和電感器

2.1磁珠與電感器的區(qū)別

電感器是儲(chǔ)能元件，磁珠是能量轉(zhuǎn)換（消耗）器件。電感主要用于電源濾波回路，主要用于抑制傳導(dǎo)干擾；磁珠主要用于信號(hào)回路，主要用于電磁干擾。磁珠用于吸收超高頻信號(hào)，如一些射頻電路、鎖相環(huán)、振蕩器電路、超高頻存儲(chǔ)電路（DDR、SDRAM、RAMBUS等），需要在電源的輸入部分加入磁珠，電感是一種存儲(chǔ)器。能量元件用于LC振蕩電路、低頻濾波電路等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)50mhz。

1.片式電感：電感元件和EMI濾波元件廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的PCB電路中。這些元件包括芯片感應(yīng)器和芯片珠。下面描述這兩種器件的特性，并分析它們的一般應(yīng)用和特殊應(yīng)用。表面貼裝組件的優(yōu)點(diǎn)是封裝尺寸小，能夠滿(mǎn)足實(shí)際空間要求。除了阻抗值、載流能力和其他類(lèi)似的物理特性外，通孔連接器和表面貼裝器件的其他性能特性基本相同。在需要片式電感器的地方，電感器需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)基本功能：電路諧振和扼流電抗。諧振電路包括諧振產(chǎn)生電路、振蕩電路、時(shí)鐘電路、脈沖電路、波形產(chǎn)生電路等。諧振電路還包括高Q帶通濾波電路。為了使電路產(chǎn)生共振，電路中必須同時(shí)存在電容和電感。由于器件兩電極之間的鐵氧體等效于電容介質(zhì)，因此在電感兩端都存在寄生電容。在諧振電路中，電感必須具有高Q、窄電感偏差、穩(wěn)定的溫度系數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)諧振電路的窄帶、低頻溫漂的要求。高Q值電路具有尖銳的諧振峰。窄的電感偏置保證了諧振頻率偏差盡可能小。穩(wěn)定的溫度系數(shù)保證了諧振頻率具有穩(wěn)定的溫度變化特性。標(biāo)準(zhǔn)徑向引出電感與軸向引出電感和片式電感的區(qū)別只是封裝不同。感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括纏繞在電介質(zhì)材料（通常是氧化鋁陶瓷材料）上的線(xiàn)圈，或空心線(xiàn)圈和纏繞在鐵磁性材料上的線(xiàn)圈。在電力應(yīng)用中，當(dāng)用作扼流圈時(shí)，電感器的主要參數(shù)是直流電阻（DCR）、額定電流和低Q值。當(dāng)用作濾波器時(shí)，需要具有寬帶寬特性，因此不需要電感器的高Q特性。低DCR保證最小的電壓降，DCR定義為沒(méi)有交流信號(hào)的元件的直流電阻。

2. 片式磁珠：片式磁珠的作用主要是消除傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)（PCB電路）中存在的射頻噪聲。射頻能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波分量，需要直流分量。有用的信號(hào)，而射頻能量是沿線(xiàn)路傳輸和輻射（EMI）的不必要的電磁干擾。為了消除這些不必要的信號(hào)能量，使用芯片珠作為高頻電阻器（衰減器），允許直流信號(hào)通過(guò)并過(guò)濾掉交流信號(hào)。通常，高頻信號(hào)高于30 MHz，但低頻信號(hào)也受芯片磁珠的影響。芯片磁珠由軟鐵氧體材料組成，構(gòu)成具有高體積電阻率的單片結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號(hào)頻率的平方成正比。使用芯片珠的好處：小型化和輕量化。射頻噪聲頻率范圍內(nèi)的高阻抗消除了傳輸線(xiàn)中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)，以更好地消除信號(hào)的串?dāng)_。優(yōu)良的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。降低直流電阻，以避免所需信號(hào)過(guò)度衰減。顯著的高頻和阻抗特性（更好地消除射頻能量）。高頻放大電路消除了寄生振蕩。有效工作范圍從幾兆赫到幾百兆赫。要正確選擇胎圈，必須注意以下事項(xiàng)：不需要的信號(hào)的頻率范圍是多少？誰(shuí)是噪音源？需要多少噪聲衰減。環(huán)境條件是什么（溫度、直流電壓、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）。什么是電路和負(fù)載阻抗？PCB上是否有放置磁珠的空間？前三種可通過(guò)觀(guān)察制造商提供的阻抗-頻率曲線(xiàn)來(lái)判斷。阻抗曲線(xiàn)中的所有三條曲線(xiàn)都非常重要，即電阻、電感電抗和總阻抗。總阻抗用ZR22πfL（）2+：=fL表示。典型的阻抗曲線(xiàn)可在磁珠的數(shù)據(jù)表中找到。從該曲線(xiàn)中，選擇在需要衰減的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗且在低頻和直流條件下信號(hào)衰減盡可能小的磁珠類(lèi)型。過(guò)大的直流電壓會(huì)影響芯片磁珠的阻抗。此外，如果工作溫度升高過(guò)高或外部磁場(chǎng)過(guò)大，則磁珠的阻抗將受到不利影響。使用芯片磁珠和芯片電感的原因：是否使用芯片磁珠或芯片電感主要是在應(yīng)用中。諧振電路中需要一個(gè)片式電感。在消除不必要的EMI噪聲時(shí)，使用芯片磁珠是最佳選擇。芯片磁珠和芯片感應(yīng)器的應(yīng)用：芯片感應(yīng)器：射頻（RF）和無(wú)線(xiàn)通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達(dá)探測(cè)器、汽車(chē)電子、手機(jī)、尋呼機(jī)、音頻設(shè)備、PDA（個(gè)人數(shù)字助理）、無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)和低壓電源模塊。芯片磁珠：時(shí)鐘產(chǎn)生電路、模擬電路和數(shù)字電路之間的濾波、I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器（如串口、并口、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程通信、局域網(wǎng)）、射頻（RF）電源電路中的高頻傳導(dǎo)干擾與計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、錄像機(jī)（VCR）、電視系統(tǒng)和移動(dòng)電話(huà)以及易受干擾邏輯設(shè)備中的EMI噪聲抑制之間的電路。

2.2片式磁珠和片式感應(yīng)器

2.2.1片式電感器

電感元件和EMI濾波元件廣泛應(yīng)用于電子器件的PCB電路中，包括片式電感和片式磁珠。在需要片式電感器的地方，電感器需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)基本功能：電路諧振和扼流電抗。諧振電路包括諧振產(chǎn)生電路、振蕩電路、時(shí)鐘電路、脈沖電路、波形產(chǎn)生電路等。諧振電路還包括高Q帶通濾波電路。為了使電路產(chǎn)生共振，電路中必須同時(shí)存在電容和電感。由于器件兩電極之間的鐵氧體等效于電容介質(zhì)，因此在電感兩端都存在寄生電容。在諧振電路中，電感必須具有較高的品質(zhì)因數(shù)Q、較窄的電感偏差和穩(wěn)定的溫度系數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)諧振電路的窄帶和低頻溫漂要求。高Q值電路具有尖銳的諧振峰。窄的電感偏置保證了諧振頻率偏差盡可能小。穩(wěn)定的溫度系數(shù)保證了諧振頻率具有穩(wěn)定的溫度變化特性。標(biāo)準(zhǔn)徑向引出電感與軸向引出電感和片式電感的區(qū)別只是封裝不同。感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括纏繞在電介質(zhì)材料（通常是氧化鋁陶瓷材料）上的線(xiàn)圈，或空心線(xiàn)圈和纏繞在鐵磁性材料上的線(xiàn)圈。在電力應(yīng)用中，當(dāng)用作扼流圈時(shí)，電感器的主要參數(shù)是直流電阻（DCR，定義為沒(méi)有交流信號(hào)的元件的直流電阻）、額定電流和低Q。當(dāng)用作濾波器時(shí)，需要一個(gè)寬帶寬特性，因此不需要電感器的高Q特性，低直流電阻（DCR）可以確保最小的電壓降。

2.2.2片式磁珠

片式磁珠是目前應(yīng)用和發(fā)展迅速的一種抗干擾元件。該方法成本低，使用方便，濾波高頻噪聲效果顯著。片式磁珠由軟磁鐵氧體材料組成，片式鐵氧體磁珠的結(jié)構(gòu)和等效電路如圖2所示，本質(zhì)上是一個(gè)由鐵氧體構(gòu)成的疊層片式電感。一種由磁性材料和導(dǎo)體線(xiàn)圈組成的層狀整體結(jié)構(gòu)。由于它是在高溫下燒結(jié)的，所以它具有致密性好、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。兩端電極由3層銀/鎳/焊料組成，以滿(mǎn)足回流焊和波峰焊的要求。在圖2所示的等效電路中，R表示由鐵氧體材料損耗（主要是磁損耗）和導(dǎo)體線(xiàn)圈的EU損耗引起的等效電阻，C是導(dǎo)體線(xiàn)圈的寄生電容。

芯片珠的作用是消除傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)（PCB電路）中存在的射頻噪聲。射頻能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波分量。直流分量是所需的有用信號(hào)和射頻能量。它是沿線(xiàn)路傳輸和輻射（EMI）無(wú)用的電磁干擾。為了消除這些不必要的信號(hào)能量，使用芯片珠作為高頻電阻（衰減器），允許直流信號(hào)通過(guò)并過(guò)濾掉交流信號(hào)。通常高頻信號(hào)在30MHz以上，但低頻信號(hào)也會(huì)受到芯片珠的影響。

芯片珠不僅具有小型化、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，而且在射頻噪聲頻率范圍內(nèi)具有高阻抗特性，可以消除傳輸線(xiàn)中的電磁干擾。芯片珠降低了直流電阻，以避免所需信號(hào)的過(guò)度衰減。芯片珠還具有顯著的高頻和阻抗特性，以更好地消除射頻能量。高頻放大電路還可以消除寄生振蕩。有效工作范圍從幾兆赫到幾百兆赫。

過(guò)大的直流電壓會(huì)影響芯片的阻抗。此外，如果工作溫度升高過(guò)高或外部磁場(chǎng)過(guò)大，則會(huì)對(duì)磁珠的阻抗產(chǎn)生不利影響。

2.3芯片感應(yīng)器和芯片珠的使用

使用芯片珠還是芯片感應(yīng)器主要是在應(yīng)用中。諧振電路中需要片式電感，當(dāng)需要消除不必要的EMI噪聲時(shí)，芯片珠是最佳選擇。片式電感的應(yīng)用領(lǐng)域有：射頻和無(wú)線(xiàn)通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達(dá)探測(cè)器、汽車(chē)電子、手機(jī)、尋呼機(jī)、音頻設(shè)備、pda（個(gè)人數(shù)字助理）、無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)和低壓電源模塊。等待。芯片珠的應(yīng)用主要包括：時(shí)鐘產(chǎn)生電路、模擬電路與數(shù)字電路之間的濾波、射頻電路與敏感邏輯器件之間的I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器（如串口、并口、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程通信、局域網(wǎng)等），電源電路濾除高頻傳導(dǎo)干擾，抑制計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、錄像機(jī)、電視系統(tǒng)和手機(jī)中的電磁干擾噪聲。

三、磁珠的選擇與應(yīng)用

由于電路中采用鐵氧體磁珠來(lái)增加高頻損耗而不引入直流損耗，體積小，易于安裝在導(dǎo)線(xiàn)或間隔導(dǎo)線(xiàn)上，對(duì)1MHz以上的噪聲信號(hào)的抑制效果非常明顯，因此去耦、濾波，抑制高頻電路中的寄生振蕩。特別是有效地消除了電路內(nèi)部開(kāi)關(guān)器件引起的電流突變和濾波電源線(xiàn)或其他導(dǎo)線(xiàn)引入電路的高頻噪聲干擾。低阻抗電源電路、諧振電路、C類(lèi)功率放大器和晶閘管開(kāi)關(guān)電路都非常有效地使用鐵氧體磁珠進(jìn)行濾波。鐵氧體磁珠一般可分為電阻式和感應(yīng)式兩種，使用時(shí)可根據(jù)需要選擇。單個(gè)磁珠的阻抗通常是10到幾百歐姆。如果單一的衰減量不夠，可以串聯(lián)使用多個(gè)磁珠，但通常三個(gè)或更多個(gè)效應(yīng)不會(huì)顯著增加[7]。圖3所示為使用兩個(gè)感應(yīng)鐵氧體磁珠構(gòu)成的高頻LC濾波器電路，該電路能夠有效吸收高頻振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，而不會(huì)破壞負(fù)載，也不會(huì)降低負(fù)載。直流電壓開(kāi)。

由于任何一條傳輸線(xiàn)都不可避免地存在引線(xiàn)電阻、引線(xiàn)電感和雜散電容，標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)在長(zhǎng)傳輸線(xiàn)后容易出現(xiàn)過(guò)沖和振鈴現(xiàn)象。大量實(shí)驗(yàn)表明，引線(xiàn)電阻可以降低脈沖的平均振幅，而引線(xiàn)電感和雜散電容的存在是產(chǎn)生過(guò)沖和振鈴的根本原因。在脈沖前沿上升時(shí)間相同的情況下，引線(xiàn)電感越大，過(guò)沖和振鈴現(xiàn)象越嚴(yán)重。雜散電容越大，波形上升時(shí)間越長(zhǎng)，引線(xiàn)電阻增大，脈沖幅度減小。在實(shí)際電路中，串聯(lián)電阻可以用來(lái)減少和抑制過(guò)沖和振鈴。

鐵氧體抑制元件也廣泛應(yīng)用于印刷電路板、電源線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)。如果在印制板電源線(xiàn)的輸入端加入鐵氧體磁珠，可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠用于抑制信號(hào)線(xiàn)和電力線(xiàn)的高頻干擾和尖峰干擾。它們還具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。兩個(gè)分量的數(shù)值與磁珠長(zhǎng)度成正比，磁珠長(zhǎng)度對(duì)抑制效果有顯著影響。磁珠長(zhǎng)度越長(zhǎng)，抑制效果越好。

普通濾波器是由一個(gè)無(wú)損電抗元件組成，其在線(xiàn)路中的作用是將阻帶頻率反射回信號(hào)源，因此這種濾波器又稱(chēng)為反射濾波器。當(dāng)反射濾波器與源阻抗不匹配時(shí)，一部分能量被反射回源，導(dǎo)致干擾水平的增加。為了解決這一缺點(diǎn)，可以在濾波器的進(jìn)線(xiàn)處采用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套，通過(guò)磁環(huán)或磁珠對(duì)高頻信號(hào)的渦流損耗將高頻分量轉(zhuǎn)化為熱損失。因此，磁珠有時(shí)也被稱(chēng)為磁珠吸收，所以它們實(shí)際上被稱(chēng)為磁珠吸收。

不同的鐵氧體抑制元件有不同的最佳抑制頻率范圍。一般來(lái)說(shuō)，磁導(dǎo)率越高，抑制頻率越低。此外，鐵氧體體積越大，抑制效果越好。在體積一定的情況下，長(zhǎng)而薄的形狀比短而厚的形狀好，并且內(nèi)徑越小，抑制效果越好。然而，在直流或交流偏置電流的情況下，也存在鐵氧體飽和的問(wèn)題。抑制元件的橫截面越大，飽和的可能性越小，所能承受的偏置電流也就越大。

當(dāng)EMI吸收磁環(huán)/磁珠抑制差模干擾時(shí)，通過(guò)它的電流值與其體積成正比，二者失去調(diào)節(jié)，造成飽和，從而降低元件的性能；抑制共模干擾時(shí)，電源的兩根導(dǎo)線(xiàn)（正負(fù)）同時(shí)通過(guò)一個(gè)磁環(huán)，有效信號(hào)為差模信號(hào)，EMI吸收磁環(huán)/磁珠對(duì)其無(wú)影響，共模信號(hào)表現(xiàn)出較大的電感。使用磁環(huán)的一個(gè)更好的方法是反復(fù)循環(huán)穿過(guò)磁環(huán)的導(dǎo)線(xiàn)以增加電感。根據(jù)其對(duì)電磁干擾的抑制原理，可以合理使用其抑制。

鐵氧體抑制元件應(yīng)安裝在靠近干擾源的地方。對(duì)于輸入/輸出電路，應(yīng)盡可能靠近屏蔽罩的入口和出口。對(duì)于由鐵氧體磁環(huán)和磁珠組成的吸收式濾波器，除了使用高磁導(dǎo)率的消耗品外，還需要注意其應(yīng)用。它們對(duì)線(xiàn)路中高頻元件的電阻約為10至幾百歐姆，因此其在高阻抗電路中的作用并不明顯。相反，在低阻抗電路（如配電、電源或射頻電路）中使用將非常有效。

磁珠應(yīng)用案例

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四、結(jié)論

鐵氧體廣泛應(yīng)用于電磁干擾控制，因?yàn)樗梢运p高頻，同時(shí)允許低頻幾乎不受阻礙地通過(guò)。用于電磁干擾吸收的磁環(huán)/磁珠可制成各種形狀，廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。例如，在PCB板上，可以添加到DC/DC模塊、數(shù)據(jù)線(xiàn)、電源線(xiàn)等，吸收線(xiàn)路上的高頻干擾信號(hào)，但不會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生新的極點(diǎn)，也不會(huì)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它與電力濾波器配合使用，以補(bǔ)充濾波器的高頻性能，改善系統(tǒng)的濾波特性。磁珠具有較高的電阻率和磁導(dǎo)率，相當(dāng)于電阻和電感的串聯(lián)，但電阻值和電感值隨頻率變化。因此，它比普通的阻性濾波在高頻段具有更好的濾波效果。作為電源濾波器，可以使用電感器。磁珠的電路符號(hào)是電感。但是，可以看出磁珠是在電路功能中使用的。磁珠和電感原理相同，但頻率特性不同。磁珠是由氧磁鐵組成的。電感由鐵芯和線(xiàn)圈組成。磁珠將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱能，感應(yīng)器儲(chǔ)存交流電并緩慢釋放。磁珠對(duì)高頻信號(hào)有很大的阻礙作用?？偟囊?guī)格是100歐姆/100兆赫，比低頻時(shí)的電感器小得多。鐵氧體磁珠是一種發(fā)展迅速的抗干擾元件。它價(jià)格便宜，使用方便，對(duì)濾波高頻噪聲有顯著效果。在電路中，只要導(dǎo)線(xiàn)穿過(guò)它（我使用與普通電阻相同的圖案，導(dǎo)線(xiàn)已經(jīng)穿過(guò)并粘在一起，但也以表面貼裝的形式出現(xiàn)，但很少有人出售）。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中的電流通過(guò)時(shí)，鐵氧體對(duì)低頻電流的電阻很小，高頻電流衰減較大。高頻電流以熱的形式輻射出去，等效電路是一個(gè)串聯(lián)的電感和一個(gè)電阻，這兩個(gè)分量的值與磁珠的長(zhǎng)度成正比。磁珠的種類(lèi)很多，制造商應(yīng)該提供技術(shù)規(guī)格，特別是磁珠的阻抗和頻率之間的關(guān)系。有些磁珠有多個(gè)孔，導(dǎo)線(xiàn)的通過(guò)可以增加元件的阻抗（磁珠通過(guò)次數(shù)的平方），但是在高頻下增加了噪聲抑制能力