磁珠也是电子电路中用于EMI方面的常见的元器件之一,特别是在高频信号或者是电源的电路中经常被使用,磁珠可以抑制信号线、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。
磁珠的主要材料为铁氧体,完整的磁珠时由线圈、铁氧体磁芯和外面的镀层和封装构成,铁氧体本身是一种亚铁磁性材料,这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,对于铁氧体的重要参数有磁导率和饱和磁通密度,不同的铁氧体材料决定了最佳的工作频率。磁珠等效电路是一个DCR电阻串联一个电感并联一个电容和一个电阻。但是不同于电感,磁珠的单位是欧姆,它的感抗,容抗和阻抗会随着频率的变化而变化,低频时,直流阻抗很小,主要呈现感性,一定范围内频率越高,阻抗越大,电感减小。磁珠都是用频率点的阻抗来表示大小,如100MHZ,阻抗是200欧姆等等,就表示电路工作在100MHz频率的时候磁珠的阻抗为200欧姆大小。
磁珠的分类也有普通型和大电流型,普通型的磁珠一般电流为几百毫安,直流电阻也比较小,一般为零点几欧姆,主要用于吸收电磁干扰等地方;大电流型的磁珠直流电阻更小,小于普通磁珠一个数量级。在磁珠选用的时候除了考虑本身的过电流能力和DCR值对电路的影响以外,还需要根据需要抑制的噪声源频率,结合磁珠的阻抗-频率特性曲线进行选择,需要选择在噪声源中心频率时,磁珠阻抗较高的型号,这样便于磁珠吸收噪声,但是也不能太高,防止对正常信号产生衰减作用。磁珠的失效主要时热失效,如果磁珠上通过了较大的电流,因为本身电阻值的关系,会产生热量,如果热量较大不能及时被散掉,会导致磁珠整体受热不均匀,使导磁材料的导磁性能受到影响,使滤波效果变差。
在很多产品的PCB设计中,对于模拟地和数字地的单点连接,除了之前讲到电阻连接之外还有就是磁珠进行连接,但是对于频率不确定的电路,或者不知道噪声源频率的时候采用磁珠可能不合适,如果用的不好反而会对原本电路起到负面作用,适得其反。另外虽然都是采用铁氧体和线圈,都是具有磁性的电子原件,很多人认为磁珠就是电感的一种,这是不对的。磁珠和电感时完全两种不一样的器件,在电路中都可以起到滤波的作用,但是电感也是一种储能原件,如在很多开关电源电路中都是用于储能,并且工作原理是把电能转换为磁能,而磁珠并不能进行储能,滤波原理也时将噪音信号的电能转换为自身的热能进行热量消耗。
磁珠在电路原理图设计中常用FB进行原件标识,不要使用L或者是R,符号图形可以采用电阻图形符号或者是电感图形符号,但是为了便于区分,最好是进行另外的图形设计。
|