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磁珠与电感的区别

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在电路设计中,电感和磁珠是电路中常用的被动元件,这两者都有抑制高频噪声和电源上的尖峰干扰,那么这两者的区别是什么呢?

磁珠作用

磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。(下图是磁珠的真面目)

磁珠用来吸收高频信号,像一些RF电路(消除存在于传输结构电路中的RF噪声,RF能量是叠加着直流传输电平上的交流正弦成分,直流成分是有用的信号)、PLL电路、振荡电路、含超高频存储电路(DDR,SDRAM,RAMBUS)都需要在电源部分增加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中频的滤波电路中,其应用频率范围很少超过50MHz。

磁珠(Ferrite bead)具有很高的电阻率和磁导率,其等效电路是一个DCR电阻串联一个电感并联一个电容和一个电阻。DCR是一个恒定值,但后面三个元件都是频率的函数,也就是说它们的感抗,容抗和阻抗会随着频率的变化而变化,当然它们阻值,感值和容值都非常小。

常见规格:100Ω/100MHz


从等效电路中可以看到,当频率低于fL(LC谐振频率)时,磁珠呈现电感特性;当频率等于fL时,磁珠是一个纯电阻,此时磁珠的阻抗(impedance)最大;当频率高于谐振频率点fL时,磁珠则呈现电容特性。EMI选用磁珠的原则就是磁珠的阻抗在EMI噪声频率处最大。比如如果EMI噪声的最大值在200MHz,那你选择的时候就要看磁珠的特性曲线,其阻抗的最大值应该在200MHz左右。下图是一个磁珠的实际的特性曲线图。大家可以看到这个磁珠的峰值点出现在1GHz左右。在峰点时,阻抗(Z)曲线的值与电阻(R)的相等。也就是说这个磁珠在1GHz时,是个纯电阻,而且阻抗值最大。


磁珠和电感在电路功耗上,原理相同,频率特性不同。

电感作用

电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用,还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。

通直流,阻交流:所谓通直流就是指在直流电路中,电感的作用就相当于一根导线,不起任何作用;在交流电路中,电感会有阻抗,即XL,整个电路的电流会变小,对交流有一定的阻碍作用。

阻流作用:电感线圈线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化。

电感的调谐与选频作用:电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。

电感还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。


电感元件除电感L外,也总是有损耗电阻RL和分布电容CL。一般情况下RL和CL的影响很小。电感元件接于直流并达到稳态时,可视为电阻。

ps:无源器件主要包括电阻,电容,电感,转换器,渐变器,匹配网络,谐振器滤波器混频器和开关等。在不需要外加电源的条件下,就可以显示其特性的电子元件。无源元件主要是电阻类、电感类和电容类器件,它们的共同特点是在电路中无需加电源即可在有信号时工作

来源:不懂幽默的秦二
电源电路电子储能
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首次发布时间:2023-06-20
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