鐵氧體磁珠、磁環和磁夾在電磁兼容整改中的用途和原理
發布時間:2019-02-22 責任編輯:xueqi
【導讀】在電磁兼容整改應用中有兩種特殊的電感類型:鐵氧體磁珠和鐵氧體磁環、磁夾。今天參照學習資料為大家分析下電磁兼容整改中經常用到的磁珠、磁環的用途和原理。

鐵氧體磁珠是單環電感,它是將單股導線穿過鐵氧體型材而形成單環。這種器件在高頻範圍的衰減為10dB,而在直流時衰減量很小。 類似鐵氧體磁珠,在高達GHz的頻率範圍內的共模(CM)和差模(DM)的衰減可達到10-20dB。
鐵(tie)氧(yang)體(ti)材(cai)料(liao)是(shi)鐵(tie)鎂(mei)合(he)金(jin)或(huo)者(zhe)鐵(tie)鎳(nie)合(he)金(jin),是(shi)一(yi)種(zhong)立(li)方(fang)晶(jing)格(ge)結(jie)構(gou)的(de)亞(ya)鐵(tie)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)。這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)磁(ci)導(dao)率(lv),可(ke)以(yi)使(shi)電(dian)感(gan)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)組(zu)之(zhi)間(jian)在(zai)高(gao)頻(pin)高(gao)阻(zu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)容(rong)最(zui)小(xiao)。它(ta)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)和(he)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)與(yu)陶(tao)瓷(ci)相(xiang)似(si),顏(yan)色(se)為(wei)灰(hui)黑(hei)色(se)。對(dui)於(yu)抑(yi)製(zhi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)用(yong)的(de)鐵(tie)氧(yang)體(ti),最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)性(xing)能(neng)參(can)數(shu)為(wei)磁(ci)導(dao)率(lv)和(he)飽(bao)和(he)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)。磁(ci)導(dao)率(lv)可(ke)以(yi)表(biao)示(shi)為(wei)複(fu)數(shu),實(shi)數(shu)部(bu)分(fen)構(gou)成(cheng)電(dian)感(gan),虛(xu)數(shu)部(bu)分(fen)代(dai)表(biao)損(sun)耗(hao),隨(sui)著(zhe)頻(pin)率(lv)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)加(jia)。因(yin)此(ci),磁(ci)珠(zhu)的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)為(wei)由(you)電(dian)感(gan)L和電阻R組成的串聯電路,其中X和R都是頻率的函數,如下圖所示:

鐵氧體材料通常在高頻情況下應用,因為在低頻時鐵氧體主要呈電感特性,線上的損耗很小;zaigaopinqingkuangxia,tieyangtizhuyaochengdianzutexing,duigaopinganraoshuaijianhenyouzuoyong,qidianganhedianzujunsuipinlvdegaibianergaibian。yincizaishijiyingyongzhong,tieyangticailiaokeyizuoweishepindianludegaopinshuaijianqishiyong。
鐵tie氧yang體ti磁ci珠zhu和he普pu通tong的de電dian感gan相xiang比bi具ju有you更geng好hao的de高gao頻pin濾lv波bo特te性xing。鐵tie氧yang體ti在zai高gao頻pin時shi呈cheng現xian電dian阻zu性xing,相xiang當dang於yu品pin質zhi因yin數shu很hen低di的de電dian感gan器qi,所suo以yi它ta能neng夠gou在zai相xiang當dang寬kuan的de範fan圍wei內nei保bao持chi較jiao高gao的de阻zu抗kang,從cong而er提ti高gao濾lv波bo性xing能neng。
在低頻段,阻抗由電感的感抗構成,低頻時R很小,磁芯的磁導率較高,因此電感量較大,L起主要作用,電磁幹擾被反射而受到抑製;且這時磁芯的損耗較小,整個器件是一個低損耗、高Q特性的電感。這種電感容易造成諧振。因此在低頻段,有時也可能出現使用鐵氧體磁珠後幹擾反而增加的現象。
zaigaopinduan,zukangyoudianzubufenzucheng,suizhepinlvdeshenggao,cixindecidaolvjiangdi,daozhidiangandedianganliangjianxiao,gankangchengfenjianxiao。danshi,zhegeshihoucixindesunhaozengjia,dianzuchengfenzengjia,daozhizongdezukangzengjia,danggaopinxinhaotongguotieyangtishi,dianciganraonengbeixishoubingzhuanhuanchengrenengdexingshihaosandiao。

鐵氧體抑製元器件廣泛用於印製板電路、電dian源yuan線xian和he數shu據ju線xian上shang。例li如ru,在zai印yin製zhi板ban的de電dian源yuan線xian入ru口kou端duan加jia上shang鐵tie氧yang體ti抑yi製zhi元yuan器qi件jian,就jiu可ke以yi濾lv除chu高gao頻pin幹gan擾rao。鐵tie氧yang體ti磁ci環huan或huo者zhe磁ci珠zhu專zhuan用yong於yu抑yi製zhi信xin號hao線xian、電源線上的高頻幹擾和尖峰幹擾,其他它另外還具有吸收靜電放電和脈衝幹擾的能力。
不bu同tong的de鐵tie氧yang體ti抑yi製zhi元yuan器qi件jian,有you不bu同tong的de最zui佳jia抑yi製zhi頻pin率lv範fan圍wei。通tong常chang磁ci導dao率lv越yue高gao,抑yi製zhi的de頻pin率lv就jiu越yue低di。此ci外wai,鐵tie氧yang體ti的de體ti積ji越yue大da,抑yi製zhi效xiao果guo越yue好hao。在zai體ti積ji一yi定ding的de情qing況kuang下xia,長chang而er細xi的de形xing狀zhuang一yi般ban比bi短duan而er粗cu的de抑yi製zhi效xiao果guo要yao好hao,內nei徑jing越yue小xiao抑yi製zhi效xiao果guo越yue好hao。但dan在zai有you直zhi流liu或huo者zhe交jiao流liu偏pian流liu的de情qing況kuang下xia,還hai存cun在zai鐵tie氧yang體ti飽bao和he的de問wen題ti,抑yi製zhi元yuan器qi件jian橫heng截jie麵mian越yue大da,越yue不bu易yi飽bao和he,可ke承cheng受shou的de偏pian流liu也ye越yue大da。
鐵氧體材料安裝的位置一般安裝在靠近騷擾源的地方。對於輸入/輸出電路,則應盡量靠近屏蔽殼的進、出口處。安裝時候還需注意,鐵氧體元器件易破碎開裂,應采取可靠的固定措施。
使用貼片式磁珠還是貼片式電感主要取決於實際的應用場合,一般在諧振電路中需要使用貼片式電感,而需要消除不需要的EMI噪聲時候,使用貼片式磁珠是最佳的選擇。
另外,選擇磁珠時需要注意磁珠的通流量,使用時不能超過器件數據手冊給出的額定電流,一般需要降額80%來處理,用於電源電路時要考慮直流阻抗對壓降的影響。
最後,不管磁珠還是磁環,不管貼片式還是夾扣式,善於運用它們才是問題之所在。“所謂授之以魚,不如授之以漁”。靈ling活huo巧qiao妙miao的de運yun用yong微wei不bu足zu道dao的de小xiao小xiao磁ci珠zhu磁ci環huan,往wang往wang能neng帶dai來lai頻pin譜pu圖tu上shang質zhi的de改gai觀guan。使shi用yong不bu等deng於yu能neng用yong,能neng用yong不bu等deng於yu會hui用yong,隻zhi有you在zai長chang期qi的de經jing驗yan積ji累lei摸mo索suo之zhi中zhong,才cai能neng體ti會hui小xiao小xiao的de鐵tie氧yang體ti帶dai來lai的de其qi中zhong奧ao妙miao。
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