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磁珠的选型,这一篇很全面。

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一、磁珠简介


磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器,是一种抗干扰元件,滤除高频噪声效果显著。


磁珠有很高的电阻率和磁导率,它等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。它比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。


磁珠的电路符号就是电感,但是型号上可以看出使用的是磁珠。在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同而已。



二、磁珠的单位


磁珠的单位是欧姆,而不是亨特,这一点要特别注意。因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。


磁珠的DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图,一般以100MHz 为标准,比如 600R@100MHz,意思就是在100MHz 频率的时候,磁珠的阻抗相当于600 欧姆。



三、磁珠的主要参数


直流电阻DC Resistance(mohm)直流电流通过此磁珠时,此磁珠所呈现的电阻值。


额定电流Rated Current(mA):表示磁珠正常工作时的最大允许电流。


阻抗[Z]@100MHz(ohm):这里所指的是交流阻抗。


阻抗-频率特性:描述阻抗值随频率变化的曲线。


电阻-频率特性:描述电阻值随频率变化的曲线。


感抗-频率特性:描述感抗随频率变化的曲线。


下图为某厂家磁珠特性参数及频率特性曲线:


四、磁珠的分类及选型


①分类

根据磁珠的应用场合,大致可将磁珠分为普通型、大电流型、尖峰型等。


普通型:普通型磁珠用于电流不太大(一般小于600mA),无特殊要求的场合,它的直流电阻一般为零点几个欧姆。能有效地抑制、吸收电子设备的电磁干扰和射频干扰。其阻抗范围一般为几欧到几千欧范围内。


大电流型:此型号磁珠应用于要求较大电流的场合,由于其应用于大电流的场合,因此就要求它的直流电阻必须很小,约小于普通型磁珠一个数量级,而其阻抗值一般也较小。


尖峰型:此型号的磁珠特性为在某一个频率区域内,其阻抗急剧上升,从而在特定的频率区域内可获得较高的衰减效果而对信号不产生影


②选型

选择磁珠应考虑两方面:一是电路中噪声干扰的情况,二是需要通过的电流大小。


要大概了解噪声的频率、强度,不同的磁珠的频率阻抗曲线是不同的,要选在噪声中心频率磁珠阻抗较高的那种。噪声干扰大的要选阻抗高一点的,但并不是阻抗越高越好,因为阻抗越高DCR也越高,对有用信号的衰减也越大。但一般也没有很明确的计算和选择的标准,主要看实际使用的效果,120R-600R之间都很常用。


然后要看通过电流大小,如果用在电源线部分则要选额定电流较大的型号,用在信号线部分则一般额定电流要求不高。另外磁珠一般是阻抗越大额定电流越小。


磁珠的选择要根据实际情况来进行。比如对于3.3V、300mA电源,要求3.3V不能低于3.0V,那么磁珠的直流电阻DCR就应该小于1R,这种情况一般选择0.5R,防止参数漂移。对噪声的抑制能力来说,如果要求对于100MHz的、300mVpp的噪声,经过磁珠以后达到50mVpp的水平,假设负载为45欧姆,那么就应该选225R@100MHz,DCR<1R的磁珠,225R又是怎么算出来的?(45ohm/50mV)*250mV=225ohm。


但要注意的是,磁珠的阻抗在你加电压后和规格书上的有点差别。要正确的选择磁珠,必须注意以下几点:

1、不需要的信号的频率范围为多少;

2、噪声源是谁;

3、需要多大的噪声衰减;

4、环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度);

5、电路和负载阻抗是多少;

6、是否有空间在PCB板上放置磁珠。



五、磁珠的选择考虑要素


1.磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。


2.有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加组件阻抗(穿过磁珠次数的平方),可采用多个磁珠串联的办法增加阻抗。


3.铁氧体是磁性材料,会因通过电流过大而产生磁饱和,导磁率急剧下降。大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。


4.铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出),还可广泛应用于其它电路,其体积可以做得很小。特别是在数字电路中,由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场合发挥磁珠的作用。


5.选择磁珠时需要注意磁珠的通流量,一般需要做降额处理,用在电源电路时要考虑直流阻抗对压降影响。


来源:硬件笔记本
电源电路电子材料
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首次发布时间:2023-05-11
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