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磁珠的参数、选型及应用

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在电路进行EMI设计时,磁珠是用到的最常见的器件。那么磁珠的特性是什么,它在电路起到什么作用,以及如何选型,下面便是我整理的关于磁珠的知识,仅作为知识记录和分享。

一、磁珠的主要参数:

磁珠主要有以下参数:

1)阻抗:磁珠阻抗是在特定条件下(100MHz时)测得的,常见表示为600Ω@100MHz,表示该磁珠在100MHz下,其阻抗为600Ω。其阻抗越大,抑制噪声的效果越好,磁珠抑制噪声的本质,当频率为特征频率时,电路阻抗最大,这样就可以让中高频噪声通过电路,以热量形式散出,达到抑制效果。

从某种意义上讲,磁珠阻抗用100MHz表示,只是一个认同的标准,要理解此频率并不是电路中磁珠阻抗最大的时刻,是因为在实际的应用中,磁珠会随着频率的改变,以及随着电流的变化,阻抗都会相应的发生变化。

2)直流电阻(DCR):这个显而易见就是字面上的意思,直流电流通过磁珠时,磁珠呈现的电阻值,在电路电路中如果传入磁珠,那么该磁珠的DCR越小越好,对电源的压降影响越小,如果是在高频信号电路中,对有用信号的衰减越小。

3)额定电流:指电路正常工作时允许通过磁珠的最大电流。一般情况下,如果磁珠的通流量不够,会并排增加两个磁珠。

二、磁珠的选型

1)分析信号频率及噪声频率

噪声的频段要大于交叉频率,便于磁珠吸收噪声而不是反射噪声;信号的频率小于交叉频率,防止信号被衰减。

何为交叉频率?首先我们要知道磁珠的简化等效模型为一个电感和一个电阻串联,当然还存在一些寄生电容之类的参数,如

磁珠的阻抗为Z=R+JWL,下图所示,箭头处对应的频率称之为交叉频率

小于交叉频率时,Z和XL几乎是重合的,此时的磁珠主要呈感性,电感并不会吸收能量,此时反射噪声;大于交叉频率时,Z和R曲线几乎是重合的,此时磁珠主要呈电阻特性,大电阻,起吸收噪声并转变为热能的作用,此时才是体现磁珠的吸收噪声干扰的作用。

总结即交叉频率越大,磁珠呈现感性的频段越宽,对低频的吸收能力越弱(此处的吸收指的是磁珠等效模型中的电阻吸收噪声转换为热能),对高频的吸收能力越强。交叉频率越小,磁珠呈现感性的频段越窄,对低频的吸收能力越强,对高频的吸收能力越弱。

2)注意直流电阻(DCR)的大小

直流电路中,要注意防止DCR过大,导致信号衰减。

比如5V@0.5A的电源,电路中经过一个DCR=1Ω的磁珠时,电压会衰减0.5A*1R=0.5V,要注意后级电路对于输入电源的要求。

一般情况下,交流阻抗越大,滤除噪声好,但是DCR也会大,对有用信号有衰减,这是一个需要平衡的选择。

注意:选择磁珠时需要注意磁珠的通流量,一般需要降额80%处理,用在电源线上时要考虑直流阻抗对压降的影响。

三、应用。

磁珠主要是用来处理EMI的,电路中串联磁珠专门用来抑制信号线上的高频噪声和尖峰干扰。
源端串连通常使用电阻和磁珠。磁珠的电阻特性峰值多数出现在几百MHz频段。对低频干扰,一般可以串电阻消除,高频干扰使用合适频率特性的磁珠可以获得比电阻更好的消除EMI效果。EMI问题较轻,频率不高的情况下,使用源端串接电阻就可以解决。必要时可以同时在源端串接磁珠和电阻,分别消除高低频段的EMI

来源:不懂幽默的秦二
电源电路
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首次发布时间:2023-06-21
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