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八月 20 2019

磁珠有什么作用?

  因为电磁兼容测试的迫切要求,电磁干扰(EMI)抑制元器件得到了普遍的运用。其中兼容、噪音、干扰等问题,是半导体行业极其产品所不可避免的问题,在PCB样版中,处理这种难题,关键是应用磁珠。那么什么是磁珠?其作用又是什么呢?下边大家一起来看看:

  一、基本概念

  磁珠其实就是单匝的线圈,也是是能量消耗元件。磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率。

磁珠

磁珠

  二、基本作用

  1.消除噪声:消除存在于传输线结构(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。

  2.抑制高频信号:磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。

  3.更好的高频滤波:磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。在高频时呈现阻性,能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。

  4.过滤信号:直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。

磁珠外形图

磁珠外形图

  三、特性参数

  1.直流电阻DCResistance(mohm):直流电流通过此磁珠时,此磁珠所呈现的电阻值。

  2.额定电流RatedCurrent(mA):表示磁珠正常工作时的最大允许电流。

  3.阻抗[Z]@100MHz(ohm):这里所指的是交流阻抗。

  4.阻抗-频率特性:描述阻抗值随频率变化的曲线。

  5.电阻-频率特性:描述电阻值随频率变化的曲线

  6.感抗-频率特性:描述感抗随频率变化的曲线。

磁珠形状

磁珠形状

  四、单位

  磁珠的单位是欧姆,而不是亨利,这一点要特别注意。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。以常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例,其型号各字段含义依次为:

  HH是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB系列;

  1表示一个组件封装了一个磁珠,若为4则是并排封装四个的;

  H表示组成物质,H、C、M为中频应用(50-200MHz),

  T低频应用(50MHz),S高频应用(200MHz);

  3216封装尺寸,长3.2mm,宽1.6mm,即1206封装;

  500 阻抗(一般为100MHz时),50ohm。

磁珠图

磁珠图

  五、种类

  1.按应用条件分类

  普通型:这是应用最广泛的一类叠层型片式磁珠, 1608、2012是目前的主流规格,同时还有3216、3225等多个规格。(电流一般小于600mA)

  尖峰型:当电子线路中在某频率点存在着强烈的干扰噪声很难消除时,可以在此电子线路中加一个谐振频率恰巧在干扰噪声频点的尖峰型磁珠,从而将这一强烈的干扰噪声完全抑制;不同电子线路、不同用户对谐振频率的数值要求是不相同的。

  高频型:各种电子元器件的频率都在提高,辐射的电子干扰的频率往往超过1GHz;如果使用普通型磁珠,那么,三次谐波信号成分将被大量衰减,致使时钟脉冲信号钝化,将会引起误操作。所以要求将磁珠的抑制 EMI 的频率范围提高,如对 500MHz 以下的信号频率成分几乎无衰减通过,而对1GHz 以上的干扰噪声产生大量衰减。

  阵列型:磁珠阵列(Chip Beads Array)又称为磁珠排(如图),即在一个0805 或1206 的片式元件内并列 2~4 个片式磁珠。这样就大大缩小了在 PCB 上所占据的面积,有利于高密度组装。

  大电流型:普通型磁珠的额定电流只有几百毫安,但在某些应用场合要求额定电流达到几安培;例如:为了消除计算机卡板电源部分及大电流母线部分的噪声,要求磁珠能承受几安培的电流。为此,选择适当的铁氧体材料或者采用低烧结温度电子陶瓷材料,并采取适当的工艺措施,制成了能够承受大电流的叠层型片式磁珠,阻值比较低。

  2.按结构分类

  叠层片式

  引脚型

  磁环型

  六、封装

  磁珠封装一般包括贴片磁珠和插件磁珠。

磁珠封装图

磁珠封装图

  本文介绍了磁珠的概念、作用、特性参数、单位。大家在选择磁珠时,除了注意百兆阻抗、直流阻抗、额定电流这三个参数外,还应该注意磁珠的使用类别。比如:高频高速磁珠、电源磁珠(大电流)、普通信号磁珠。

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