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电感基本知识(定义、分类、原理、性能参数、应用、磁芯等主要材料、检测)技术(电感)2010-08-2901:15:45阅读115评论0 字号大中小 订阅
一、电感器的定义
1.1电感的定义 电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感用L表示,单位有亨利H、毫亨利mH、微亨利uH,1H=10^3mH=10^6uH滤波作用,因为开关电源利用的是PWM都是百K级的频率,而且是开关状态产生高次谐波干扰,高次谐波干扰对电网和电路都是污染,因此要滤掉,利用电感的通低频隔高频和电容的通高频隔低频滤掉高次谐波,因此要在开关电源中串入电感,并上电容,电感等效电阻Rl=2*PI*f*L,电容等效电阻Rc=1/2*PI*f*C一般取电感10-50mH前提是电感不能磁饱和电容取
0.047uF
0.1uF等,假设电感取10mH,电容取
0.1uF则对于1MHz的谐波干扰,电感Rl=2*
3.14*1Meg*10mH=
62.8Kohm电容Rc=1/2*
3.14*1Meg*
0.1uF=
1.59ohm显然,高频__经过电感后会产生很大的压降,通过电容旁路到地,从而滤掉两方面的杂波,一个是来自电源电路,一个是来自电力网电感是利用电磁感应的原理进行工作的.当有电流流过一根导线时就会在这根导线的周围产生一定的电磁场而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导__生感应作用.对产生电磁场的导线本身发生的作用叫做自感;对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用叫做互感. 电感线圈的电特性和电容器相反阻高频通低频.也就是说高频__通过电感线圈时会遇到很大的阻力很难通过;而对低频__通过它时所呈现的阻力则比较小即低频__可以较容易的通过它.电感线圈对直流电的电阻几乎为零.电阻电容和电感他们对于电路中电__的流动都会呈现一定的阻力这种阻力我们称之为阻抗电感线圈对电流__所呈现的阻抗利用的是线圈的自感.电感线圈有时我们把它简称为电感或线圈用字母L表示.绕制电感线圈时所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的匝数.电感线圈的性能指标主要就是电感量的大小.另外绕制电感线圈的导线一般来说总具有一定的电阻通常这个电阻是很小的可以忽略不记.但当在一些电路中流过的电流很大时线圈的这个很小的电阻就不能忽略了因为很大的线圈会在这个线圈上消耗功率引起线圈发热甚至烧坏所以有些时候还要考虑线圈能承受的电功率 电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比 当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的 总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势 ,称为“自感电动势”由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关
1.2电感线圈与变压器 电感线圈导线中有电流时,其周围即建立磁场通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场电感线圈就是据此把导线(漆包线、纱包或裸导线)一圈靠一圈(导线间彼此互相绝缘)地绕在绝缘管(绝缘体、铁芯或磁芯)上制成的一般情况,电感线圈只有一个绕组变压器电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使附近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感两个彼此不连接但又靠近,相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器
1.3电感的符号与单位 电感符号L 电感单位亨H、毫亨mH、微亨uH,1H=103mH=106uH
1.4电感的分类 按电感形式分类固定电感、可变电感 按导磁体性质分类空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈 按工作性质分类天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈 按绕线结构分类单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈 按工作频率分类高频线圈、低频线圈 按结构特点分类磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等
二、电感的主要特性参数
2.1电感量L 电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注
2.2感抗XL 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL
2.3品质因素Q 品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即Q=XL/R线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关线圈的Q值通常为几十到几百采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值
2.4分布电容 线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好采用分段绕法可减少分布电容
2.5允许误差电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数
2.6标称电流指线圈允许通过的电流大小,通常用字母A、B、C、D、E分别表示,标称电流值为50__、150__、300__、700__、1600__
三、常用电感线圈
3.1单层线圈 单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上如晶体管收音机中波天线线圈
3.2蜂房式线圈 如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小
3.3铁氧体磁芯和铁粉芯线圈 线圈的电感量大小与有无磁芯有关在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素
3.4铜芯线圈 铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用
3.5色码电感线圈 是一种高频电感线圈,它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成它的工作频率为10KHz至200MHz,电感量一般在
0.1uH到3300uH之间色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记其单位为uH
3.6阻流圈(扼流圈) 限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈
3.7偏转线圈 偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、__低
四、电感在电路中的作用 基本作用滤波、振荡、延迟、陷波等 形象说法“通直流,阻交流” 细化解说在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等;变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等 由感抗XL=2πfL知电感L越大,频率f越高,感抗就越大该电感器两端电压的大小与电感L成正比,还与电流变化速度△i/△t 成正比,这关系也可用下式表示 电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示WL=1/2Li2 可见,线圈电感量越大,流过越大,储存的电能也就越多 电感的符号 电感量的标称直标式、色环标式、无标式 电感方向性无方向 检查电感好坏方法用电感测量仪测量其电感量;用万用表测量其通断,理想的电感电阻很小,近乎为零
五、电感的型号、规格及命名 国内外有众多的电感生产厂家,其中名牌厂家有SAMUNG、PHI、TDK、__X、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等
5.1片状电感 电感量10NH~1MH 材料铁氧体绕线型陶瓷叠层 精度J=±5%K=±10%M=±20% 尺寸04020603080510081206121018121008=
2.5mm*
2.0mm1210=
3.2mm*
2.5mm 个别示意图 贴片绕线电感 贴片叠层电感
5.2功率电感 电感量1NH~20MH 带屏蔽、不带屏蔽 尺寸__D
43、__D
54、__D
73、__D
75、__D
104、__D105;RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105; 个别示意图贴片功率电感 屏蔽式功率电感
5.3片状磁珠 种类CBG(普通型)阻抗5Ω~3KΩ CBH(大电流)阻抗30Ω~120Ω CBY(尖峰型)阻抗5Ω~2KΩ 个别示意图贴片磁珠 贴片大电流磁珠 规格0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠) 规格__B302520/__B403025/__B853025(贴片大电流磁珠)
5.4插件磁珠 规格RH
3.5 规格ABC阻抗值Ω10mHz100mHzRH
3.5X
4.7X
0.
83.5±
0.
154.7±
0.362±22045RH
3.5X6X
0.
83.5±
0.156±
0.362±22565RH
3.5X9X
0.
083.5±
0.159±
0.362±240105
5.5色环电感 电感量
0.1uH~22MH 尺寸
0204、
0307、
0410、0512 豆形电感
0.1uH~22MH 尺寸
0405、
0606、
0607、
0909、0910 精度J=±5%K=±10%M=±20% 精度J=±5%K=±10%M=±20% 插件的色环电感 读法同色环电阻的标示
5.6立式电感 电感量
0.1uH~3MH 规格PK0455/PK0608/PK0810/PK0912
5.7轴向滤波电感 规格L__0410/L__0513/L__0616/L__1019 电感量
0.1uH-10mH 额定电流65__~10A Q值高,价位一般较低,自谐振频率高
5.8磁环电感 规格TC3026/TC3726/TC4426/TC5026 尺寸(单位mm)
3.25~
15.
885.9空气芯电感 空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采用线径较粗的漆包线但在一些体积较少的产品中,采用很重很大的空气芯电感不太现实,不但增加成本,而且限制了产品的体积为了提高电感值而保持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中插入磁心、铁心,提高电感的自感能力,借此提高电感值目前,在计算机中,绝大部分是磁心电感
六、电感在电路中的应用 电感在电路最常见的功能就是与电容一起,组成LC滤波电路我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流”的功能如果把伴有许多干扰__的直流电通过LC滤波电路(如图),那么,交流干扰__将被电容变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰__也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰__ LC滤波电路 在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的LC滤波电路另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成LC电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感
七、常见的磁芯磁环 铁粉芯系列 材质有-2材(红/透明)、-8材(黄/红)、-18材(绿/红)、-26材(黄/白)、-28材(灰/绿)、-33材(灰/黄)、-38材(灰/黑)、-40材(绿/黄)、-45材(黑色)、-52材(绿/蓝);尺寸外径大小从30到400D(注解外径从
7.8mm到102mm)铁硅铝系列 主要u值有
60、
75、
90、125;尺寸外径大小从
3.5mm到
77.8mm 两种产品的规格除了主要的环形外,另有E形,棒形等,还可以根据客户提供的各项参数定做它们广泛应用于计算机主机板,计算机电源,电源供应器,__充电器,灯饰变压调光器,不间断电源(UPS),各种家用电器控制板等
八、电感与磁珠的__与区别电感和磁珠的什么__与区别
1、电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件
2、电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于__回路,用于emc对策
3、磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰两者都可用于处理emc、emi问题emi的两个途径,即辐射和传导,不同的途径采用不同的抑制方法前者用磁珠,后者用电感
4、磁珠是用来吸收超高频__,象一些rf电路,pll,振荡电路,含超高频存储器电路(ddrsdram,rambus等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在lc振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50mhz
5、电感一般用于电路的匹配和__质量的控制上一般地的连接和电源的连接在模拟地和数字地结合的地方用磁珠对__线也采用磁珠磁珠的大小(确切的说应该是磁珠的特性曲线)取决于需要磁珠吸收的干扰波的频率磁珠就是阻高频,对直流电阻低,对高频电阻高比如1000r@100mhz就是说对100m频率的__有1000欧姆的电阻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上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图一般以100mhz为标准,比如2012b601,就是指在100mhz的时候磁珠的impedan__为600欧姆
九、部分电感的计算公式
9.1环形电感针对环形core,有以下公式可利用:ironl=n2*all=电感量hal=感应系数h-dc=
0.4πni/ln==绕线匝数(圈)h-dc=直流磁化力i=通过电流al=磁路长度cml及al值大小,可参照micrometa对照表例如:以t50-52材,绕线5圈半,其l值为t50-52表示od为
0.5英寸,经查表其al值约为33nhl=33*
5.52=
998.25nh≈1μh当通过10a电流时,其l值变化可由l=
3.74查表h-dc=
0.4πni/l=
0.4×
3.14×
5.5×10/
3.74=
18.47(查表后)即可了解l值下降程度μi%
9.2电感计算介绍一个经验公式l=k*μ0*μs*n2*s/l其中μ0为真空磁导率=4π*10-7(10的负七次方)μs为线圈内部磁芯的相对磁导率,空心线圈时μs=1n2为线圈圈数的平方s线圈的截__,单位为平方米l线圈的长度,单位为米k系数,取决于线圈的半径(r)与长度l的比值计算出的电感量的单位为亨利以上均为理论值,实际的电量以实测为准
十、电感的测量电感测量的两类仪器rlc测量(电阻、电感、电容三种都可以测量)和电感测量仪电感的测量空载测量(理论值)和在实际电路中的测量(实际值)由于电感使用的实际电路过多,难以类举所以我们就在空载情况下的测量加以解说电感量的测量步骤(rlc测量)
1、熟悉仪器的操作规则(使用说明),及注意事项
2、开启电源,预备15~30分钟
3、选中l档,选中测量电感量
4、把两个夹子互夹并复位清零
5、把两个夹子分别夹住电感的两端,读数值并记录电感量
6、重复步骤4和步骤5,记录测量值要有5~8个数据
7、比较几个测量值若相差不大(
0.2uh)则取其平均值,记得电感的理论值;若相差过大()
0.3uh)则重复步骤2~步骤6,直到取到电感的理论值不同的仪器能测量的电感参数都有一些出入因此,做任何测量前的熟悉你的测量仪器你的仪器能做什么然后按照它给你的操作说明去做即可比如电感测量仪th2773a电感测量仪(国产)测试频率100hz、1khz;测试电平
0.3v测量参数ls,q;测量准确度
0.3%测量速度8次/秒主要功能可设置极限上超/下超/合格/d不合格讯响th2776电感测量仪(国产)测试频率100hz、120hz、1khz、10khz、40khz、100khz;测试电平
0.1v、
0.3v、1v;测量参数ls-q、esr-q、epr-q;测量准确度
0.05%测量速度
1.5次/秒,
5.1次/秒,20次/秒主要功能四档分选,__源监视,测量值平均,开机自检等,接口rs-232c、handler、printer具体仪器的操作详见,各自产品的说明书
十一、电感在使用过程中要注意的事项
11.1电感使用的场合潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性,还是阻抗特性等,都要注意
11.2电感的频率特性在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显有耗能发热,感性效应降低等现象不同的电感的高频特性都不一样下面就铁氧体材料的电感加以解说铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小铁氧体材料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的
11.3电感设计要承受的最大电流,及相应的发热情况
11.4使用磁环时,对照上面的磁环部分,找出对应的l值,对应材料的使用范围
11.5注意导线(漆包线、纱包或裸导线),常用的漆包线要找出最适合的线经附录电感器磁芯材料性能比较表电感器磁芯材料性能比较表 IronPowder(纯)铁粉芯 Hi-Flux高磁通磁粉芯 Super-MSS铁硅铝磁粉芯 MPP铁镍钼磁粉芯 Ferrite铁氧体磁芯 磁芯材料基本成分组成 100%铁粉 50%镍和50%铁合金粉 85%铁9%硅和6%铝合金粉 81%镍17%铁2%钼合金粉 锰锌氧化物与铁氧化物的陶瓷状结合体 气隙形式 分布在磁芯内部 分布在磁芯内部 分布在磁芯内部 分布在磁芯内部 离散,单独的气隙开口 气隙自身构成 有机和无机粘合剂 无机粘合剂 无机粘合剂 无机粘合剂 空气 直流偏磁场下,磁导率降低到50%时的直流偏磁场数值 5600A/m安/米70Oe(奥斯特) 9500A/m安/米120Oe(奥斯特) 7200A/m安/米9Oe(奥斯特) 8000A/m安/米10Oe(奥斯特) 5600A/m安/米70Oe(奥斯特) 典型磁芯损-在100kHz
0.05Tesla特斯拉(500高斯)测试条件 800mW/cm3 260mW/cm3 200mW/cm3 120mW/cm3 230mW/cm3 典型磁导率变化百分比-在交流AC磁场从0-
0.4特斯拉(0-4000高斯) +260% 7% -20% -6% - 磁导率范围 3到100 14到160 26到125 14到350 由气隙开口尺寸决定 典型磁芯损耗,在50kHz
0.05Tesla测试条件下mW/cm3 330磁导率-
75. 170磁导率-125 80磁导率-125 55磁导率-125 由气隙开口尺寸决定 居里温度℃ 750℃ 500℃ 600℃ 400℃ 200℃ 最大工作温度℃ 75-130℃ 130℃到200℃ 130℃到200℃ 磁芯形状 环型或EX型等 环型形状 环型,E型,罐型等 相对__水平 低 高 中等 高 中等 电感和磁珠的什么__与区别磁珠主要用于高频隔离,抑制差模噪声等 电感是储能组件,而磁珠是能量转换(消耗)器件电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于__回路,用于EMC对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰两者都可用于处理EMC、EMI问题磁珠是用来吸收超高频__,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能组件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过错50MHZ地的连接一般用电感,电源的连接也用电感,而对__线则采用磁珠 但实际上磁珠应该也能达到吸收高频干扰的目的啊?而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了先必需明白EMI的两个途径,即辐射和传导,不同的途径采用不同的抑制方法前者用磁珠,后者用电感对于扳子的IO部分,是不是基于EMC的目的可以用电感将IO部分和扳子的地进行隔离,比如将U__的地和扳子的地用10uH的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平面?电感一般用于电路的匹配和__质量的控制上在模拟地和数字地结合的地方用磁珠在模拟地和数字地结合的地方用磁珠数字地和模拟地之间的磁珠用多大磁珠的大小(确切的说应该是磁珠的特性曲线取决于你需要磁珠吸收的干扰波的频率___磁珠的单位和电阻是一样的呢?都是欧姆!!磁珠就是阻高频嘛,对直流电阻低,对高频电阻高,不就好理解了吗,比如1000R@100Mhz就是说对100M频率的__有1000欧姆的电阻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上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的Impedan__为600欧姆详细论述在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性组件和EMI滤波器组件这些组件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合表面贴装组件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求除力以及其它类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其它性能特点基本相同
1.、片式电感(电路谐振和扼流电抗)在需要使用片式电感的实现以下两个基本功能电路谐振和扼流电抗谐振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路还包括高Q带通滤波器电路要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中在电感的两端存在寄生电容,这是由于电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求高Q电路具有尖锐的谐振峰值窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小稳定的温度系数保证谐振电路稳定的温度变化特性
1.
1、电感构造 标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样电感结构包括介质材料(一般为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈
1.
2、应用A. 在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要__参数是直流电阻(DCR)额定电流,和低Q值B.当作为滤波器使用时,希望宽带宽特性,因此,并不需要电感的高Q特性低的DCR可以保证最小的电压降 DCR定义为组件在没有交流__下的直流电阻
2. 片式磁珠(消除存在于传输线结构(PCB电路)中的RF噪声) 片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(PCB电路)中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用__而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射,这些不需要的__能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流__通过,而滤除交流__通常高频__为30Mhz以上,然而,低频__也会受到片式磁珠的影响
2.1磁珠构造 片式磁珠由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比涡流损耗随__频率的平方成正比使用片式磁珠的好处小型化和轻量化在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰闭合磁路结构,更好的消除__的串绕极好的磁屏蔽结构降低直流电阻,以免对有用__产生过大的衰减显着的高频特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)在高频放大电路中消除寄生振荡有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内
2.
2、要正确的选择磁珠,必须注意以下几点1 不需要的信號的频率范围为多少,噪声源是谁,需要多大的噪声衰减,环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度);2 电路和负载阻抗是多少;3 是否有空间在PCB板上放置磁珠;前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断在阻抗曲线中三条曲线都非常重要总阻抗总阻抗通过Z=R+2πfL来描述典型的阻抗曲线如下图所示通过这一曲线,选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下__衰减尽量小的磁珠型号片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用在谐振电路中需要使用片式电感而需要消除不需要的EMI噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择
3、片式磁珠和片式电感的应用场合
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1、 片式电感射频(RF)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车电子,蜂窝__,寻呼机,音频设备,PDA(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等
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2、片式磁珠时钟发生电路,模拟电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘,鼠标,长途__,本地局域网),射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(VCRS)电视系统和手提__中的EMI噪声抑止
4、如何选择磁珠进行滤波处理 在产品数字电路EMC设计过程中,我们常常会使用到磁珠,那么磁珠滤波的原理以及如何使用呢?铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小铁氧体材料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的 铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特性铁氧体在高频时呈现电阻性,相当于品质因数很低的电感器,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高高频滤波效能 在低频段,阻抗由电感的感抗构成,低频时R很小,磁芯的磁导率较高,因此电感量较大,L起主要作用,电磁干扰被反射而受到抑制;并且这时磁芯的损耗较小,整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感,这种电感容易造成谐振因此在低频段,有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象 在高频段,阻抗由电阻成分构成,随着频率升高,磁芯的磁导率降低,导致电感的电感量减小,感抗成分减小但是,这时磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导致总的阻抗增加,当高频__通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉 铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件,就可以滤除高频干扰铁氧体磁环或磁珠专用于抑制__线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力 使用片式磁珠还是片式电感主要还在于实际应用场合在谐振电路中需要使用片式电感而需要消除不需要的EMI噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择片式磁珠和片式电感的应用场合片式电感射频(RF)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车电子,蜂窝__,寻呼机,音频设备,PDAs(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等片式磁珠时钟发生电路,模拟电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘,鼠标,长途__,本地局域网),射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(VCRS)电视系统和手提__中的EMI噪声抑止 磁珠的单位是欧姆,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,比如是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于1000欧姆针对我们所要滤波的频段需要选取磁珠阻抗越大越好,通常情况下选取600欧姆阻抗以上的 1交流电和直流电在非__电路中是起着供给能量的如供电电路 小交流电__在__电路中起着提供__能量的大交流电,直流电在__电路中起着提供电源如__电路的__为交流__,__电路的供电为直流电又如电视机电路中的__电路为交流__,供电电路为将交流220v转成直流电供给电源2整流二极管的作用将交流电转换成直流电而不是通直流阻交流 采用整流二极管的目的也是为了将交流电转换成直流电来供给电路的 电容是起着通交隔直的作用 电路采用电容是为了平稳电压波动(滤波电容),满足__电路要求的(1,完成功能电路与功能电路间的__传递,而这些功能电路的直流供电部分是不能互通的2,完成__的得分频作用如高频电路,低频电路)3,变压器在电路中起着提升或者压降电压的作用(针对供电电路而言)互感器起着将__抑制或者__提升的作用(针对__电路而言)分流器起着将高低频__过滤的作用。