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片式磁珠
芯片磁珠是目前應(yīng)用和發(fā)展迅速的一種抗干擾元件。它價(jià)格低廉,使用方便,對(duì)高頻噪聲有顯著的濾波效果。片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成。芯片磁珠的結(jié)構(gòu)和等效電路如圖2所示。本質(zhì)上,它是一種疊層片式電感器,是由鐵氧體磁性材料和導(dǎo)體線圈組成的疊層單片結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗窃诟邷叵聼Y(jié)的,所以具有致密性好和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。兩端電極由三層銀/鎳/焊料組成,可滿足回流焊和波峰焊的要求。在圖2所示的等效電路中,r表示由于鐵氧體材料的損耗(主要是磁損耗)和導(dǎo)體線圈的EU損耗引起的等效電阻,c是導(dǎo)體線圈的寄生電容。
磁珠導(dǎo)體的直流電阻
額定電流:磁珠安裝在印刷電路板上并加入恒定電流時(shí)的電流值,其溫度從室溫上升40C。
所以有成千上萬個(gè)不同阻抗曲線的電磁干擾磁珠。我們應(yīng)該如何根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的磁珠?讓我們先看看磁珠的特性,在不同的偏置電流和工作頻率下,磁珠的阻抗值相同,為600歐姆@ 100兆赫茲,但大小不同。
表1顯示了四個(gè)不同尺寸的磁珠在0A、100毫安偏置電流以及100兆赫、500兆赫和1千兆赫工作頻率下的阻抗值。
表1:不同偏置電流和工作頻率下不同尺寸磁珠的特性。從測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)工作在100兆赫茲時(shí),1206尺寸磁珠的阻抗值僅從0A時(shí)的600歐姆降低到100兆赫茲時(shí)的550歐姆,而0402尺寸磁珠的阻抗值從0A時(shí)的600歐姆大大降低到175歐姆。
讓我們看看磁珠是如何在高頻下工作的。1206個(gè)磁珠在1千兆赫時(shí)的阻抗從100兆赫時(shí)的600歐姆大幅降低至105歐姆,而0402個(gè)磁珠在1千兆赫時(shí)的阻抗僅從100兆赫時(shí)的600歐姆略微降低至399歐姆。也就是說,在低頻和大偏置電流的情況下,我們應(yīng)該選擇較大的磁珠,而在高頻應(yīng)用中,我們應(yīng)該盡力選擇較小的磁珠。
讓我們看看當(dāng)兩個(gè)具有不同曲線特性的磁珠A和B應(yīng)用于信號(hào)線時(shí)的情況(圖3)。磁珠A和B的峰值阻抗值在100兆赫至200兆赫之間,但磁珠A的阻抗頻率曲線平坦,磁珠B的阻抗頻率曲線陡峭。圖:將具有不同曲線特性的兩個(gè)磁珠A和B應(yīng)用于信號(hào)線。
關(guān)于磁珠的用法
鐵氧體磁珠比普通電感具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體在高頻時(shí)具有電阻性,相當(dāng)于一個(gè)品質(zhì)因數(shù)非常低的電感,因此它可以在相對(duì)較寬的頻率范圍內(nèi)保持高阻抗,從而提高高頻濾波的效率。在低頻帶,阻抗由電感的感抗組成。在低頻時(shí),電阻很小,磁芯的磁導(dǎo)率很高,所以電感很大。l起主要作用,電磁干擾被反射和抑制。此時(shí),磁芯的損耗很小,并且整個(gè)器件是具有低損耗和高Q特性的電感。這種電感很容易引起諧振。因此,在低頻帶中,使用鐵氧體磁珠后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)干擾增強(qiáng)。在高頻帶,阻抗由電阻元件組成。隨著頻率的增加,磁芯的磁導(dǎo)率降低,導(dǎo)致電感器的電感降低,感抗分量降低。然而,磁芯損耗增加,電阻成分增加,導(dǎo)致總阻抗增加。當(dāng)高頻信號(hào)通過鐵氧體時(shí),電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能被耗散掉。
鐵氧體抑制元件廣泛用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。如果將鐵氧體抑制元件添加到印刷電路板的電源線入口端,則可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專門用于抑制信號(hào)線和電源線上的高頻干擾和尖峰干擾。它還具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。
是使用芯片磁珠還是芯片電感主要取決于實(shí)際應(yīng)用。諧振電路中需要片式電感器。當(dāng)需要消除不必要的電磁干擾噪聲時(shí),使用芯片磁珠是理想的選擇。芯片磁珠和芯片電感的應(yīng)用:芯片電感:射頻和無線通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達(dá)探測(cè)器、汽車電子、手機(jī)、尋呼機(jī)、音頻設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理、無線遙控系統(tǒng)、低壓電源模塊等。芯片磁珠:濾除時(shí)鐘產(chǎn)生電路、模擬電路和數(shù)字電路之間的干擾,輸入/輸出內(nèi)部連接器(如串口、并口、鍵盤、鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程通信、局域網(wǎng))、射頻電路和易受干擾的邏輯設(shè)備,濾除電源電路中的高頻傳導(dǎo)干擾,抑制計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、錄像機(jī)(VCRS)、電視系統(tǒng)和手機(jī)中的電磁干擾噪聲。