磁珠(magnetic bead)是一種被動元件,有時也稱為磁環(huán)、EMI濾波器、鐵芯等,是一種特別的扼流圈,其成份多半為鐵氧體,專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,具有吸收靜電脈沖的能力。
磁珠,作為一種阻抗隨頻率變化的電阻器,在低頻情況下,阻抗較低,隨著頻率的增加,阻抗逐漸增大并開始呈現(xiàn)出電阻功能。當(dāng)導(dǎo)線中電流穿過時,鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什么阻抗,而對較高頻率的電流會產(chǎn)生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā),屬于吸收式濾波。
磁珠主要用于吸收超高頻信號,像一些RF電路、PLL、振蕩電路、含超高頻存儲器電路都需要在電源輸入部分加磁珠,磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,等效于電阻和電感串聯(lián)。
以HH-1H3216-500為例,其型號各字段含義依次為:
HH是其一個系列,主要用于電源濾波,用于信號線是HB系列;
1表示一個組件封裝了一個磁珠,若為4則是并排封裝四個的;
H表示組成物質(zhì),H、C、M為中頻應(yīng)用(50-200MHz),T低頻應(yīng)用(50MHz),S高頻應(yīng)用(200MHz);
3216封裝尺寸,長3.2mm,寬1.6mm,即1206封裝;
500阻抗(一般為100MHz時),50ohm。一般標(biāo)注的都是100MHz時的阻抗。
磁珠參數(shù)主要包括:初始磁通量(U值)、居里溫度和工作頻率。
磁通量(U值):高U的磁飽合度低,即磁珠在低頻能夠承受最大的電流越大,感抗隨電流變化而呈容抗。磁珠發(fā)熱也就是講磁芯損耗太大,把功率轉(zhuǎn)化為熱能,而沒有轉(zhuǎn)化為磁能,把能量消耗掉了。
居里溫度:一般磁環(huán)居里溫度110℃,達到這一溫度以后立刻失去磁性,有如空氣介質(zhì)一般;恢復(fù)室溫以后,磁性能發(fā)生了永久性改變,磁導(dǎo)率降低了10%。
工作頻率:每種磁芯的材料決定了它最佳的工作頻率,因此必須根據(jù)具體的頻率來選擇磁芯的材料。低工作頻率的磁環(huán)強行工作在高頻率下,會有很大的損耗和發(fā)熱,當(dāng)磁環(huán)發(fā)熱超過居里溫度時,電氣性能發(fā)生突變,也就不能正常工作了。
1)了解需要抑制的噪聲頻段范圍,根據(jù)頻段和磁珠的阻抗頻率曲線選擇合適的磁珠。如果問題出在200MHz,則選擇一顆在200MHz阻抗較大的磁珠。
2)明確電磁干擾源及位置。
3)明確回路的源阻抗和負(fù)載阻抗。
4)了解線路通過的直流電流多大,選擇合適額定電流的磁珠產(chǎn)品。
5)一般BCI失效中應(yīng)用較多。
6)考慮信號本身的質(zhì)量,比如一些高頻信號就不太適合于用磁珠,使用不當(dāng)可能會影響信號的質(zhì)量,適得其反。
電感是儲能元件,而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件。電感多用于電源濾波回路,側(cè)重于抑止傳導(dǎo)性干擾;磁珠多用于信號回路,主要用于EMI方面。磁珠用來吸收超高頻信號。電感是用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHz。
在我的印象中,磁珠是解決BCI問題的利器,特別是LIN通訊如果BCI沒過,電容又不能太大時,加磁珠包治百病。有人說,CAN呢,CAN不是還有choke。但是要是
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