片式磁珠

芯片磁珠是目前應(yīng)用和發(fā)展迅速的一種抗干擾元件。它價(jià)格低廉，使用方便，對(duì)高頻噪聲有顯著的濾波效果。片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成。芯片磁珠的結(jié)構(gòu)和等效電路如圖2所示。本質(zhì)上，它是一種疊層片式電感器，是由鐵氧體磁性材料和導(dǎo)體線圈組成的疊層單片結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗窃诟邷叵聼Y(jié)的，所以具有致密性好和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。兩端電極由三層銀/鎳/焊料組成，可滿足回流焊和波峰焊的要求。在圖2所示的等效電路中，r表示由于鐵氧體材料的損耗(主要是磁損耗)和導(dǎo)體線圈的EU損耗引起的等效電阻，c是導(dǎo)體線圈的寄生電容。

芯片磁珠的功能主要是消除傳輸線結(jié)構(gòu)(印刷電路板電路)中存在的射頻噪聲。射頻能量是疊加在DC傳輸電平上的交流正弦波分量。DC分量是必需的有用信號(hào)，而射頻能量是無(wú)用的電磁干擾傳輸和沿線輻射。為了消除這些多余的信號(hào)能量，芯片磁珠被用作高頻電阻(衰減器)，允許DC信號(hào)通過并過濾掉交流信號(hào)。一般來(lái)說，高頻信號(hào)高于30兆赫茲，然而，低頻信號(hào)也受到芯片磁珠的影響。

片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成，形成高體積電阻率的單片結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號(hào)頻率的平方成正比。使用芯片磁珠的好處:

小型化和輕量化。它在射頻噪聲的頻率范圍內(nèi)具有高阻抗，并消除了傳輸線中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)可以更好地消除信號(hào)的串聯(lián)。出色的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。降低DC電阻以避免有用信號(hào)的過度衰減。

顯著的高頻和阻抗特性(更好地消除射頻能量)。高頻放大電路中寄生振蕩的消除。有效工作頻率在幾兆赫到幾百兆赫之間。為了正確選擇磁珠，必須注意以下幾點(diǎn):多余信號(hào)的頻率范圍是多少？誰(shuí)是噪音源？需要多大的噪聲衰減。環(huán)境條件是什么(溫度、DC電壓、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度)。電路和負(fù)載的阻抗是多少？在印刷電路板上有放置磁珠的空間嗎？前三個(gè)可以通過觀察制造商提供的阻抗頻率曲線來(lái)判斷。阻抗曲線中有三條曲線非常重要，即電阻、感抗和總阻抗。總阻抗由ZR22πfL()2 :=fL描述。典型的阻抗曲線可以在磁珠數(shù)據(jù)表中找到。

磁珠濾波的道理

在實(shí)際應(yīng)用中，鐵氧體材料被用作射頻電路的高頻衰減器。實(shí)際上，鐵氧體相當(dāng)于電阻和電感的并聯(lián)。電阻器在低頻時(shí)被電感器短路，而在高頻時(shí)電感器的阻抗變得相當(dāng)高，因此所有電流都通過電阻器。鐵氧體是一種有損耗的裝置，在其上高頻能量被轉(zhuǎn)換成熱能，熱能由它的電阻特性決定。

與普通電感相比，鐵氧體磁珠具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體在高頻時(shí)具有電阻性，相當(dāng)于低品質(zhì)因數(shù)的電感，因此可以在較寬的頻率范圍內(nèi)連接高阻抗，從而提高高頻時(shí)的濾波效率。

阻抗是由電感的感抗形成的，低頻時(shí)電阻很小，磁芯磁導(dǎo)率很高，所以電感很大，L起次要作用，電磁干擾被反射和抑制；此時(shí)，磁芯的損耗很小，具有高Q特性的電感有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出使用鐵氧體磁珠后干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象。阻抗由電阻元件構(gòu)成。隨著頻率的增加，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感和感抗分量減小。然而，此時(shí)，磁芯和電阻元件的損耗增加，這導(dǎo)致總阻抗增加。當(dāng)高頻信號(hào)通過鐵氧體時(shí)，電磁干擾被接收并轉(zhuǎn)化為熱能而消散。

鐵氧體抑制元件廣泛用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。如果在印刷電路板的電源線入口端增加鐵氧體抑制元件，可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠通常用于抑制信號(hào)線和電源線上的高頻干擾和峰值干擾，還具有接收靜電放電脈沖干擾的能力。

正確的選擇磁珠,必須注意以下幾點(diǎn)

1.不必要信號(hào)的頻率范圍是多少？

2.誰(shuí)是噪音源？

3.需要多大的噪聲衰減；

4.環(huán)境條件是什么(溫度、DC電壓、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度)；

5.電路和負(fù)載的阻抗是多少？

6.在印刷電路板上有放置磁珠的空間嗎？

前三個(gè)可以通過觀察制造商提供的阻抗頻率曲線來(lái)判斷。阻抗曲線中有三條曲線非常重要，即電阻、感抗和總阻抗。總阻抗由ZR22πfL()2 :=fL描述。根據(jù)該曲線，選擇在期望噪聲衰減的頻率范圍內(nèi)具有zui阻抗的磁珠類型，并且在低頻和DC下的信號(hào)衰減盡可能小。在過高的DC電壓下，芯片磁珠的阻抗特性會(huì)受到影響。此外，如果工作溫度升高過高或外部磁場(chǎng)過大，磁珠的阻抗將受到不利影響。使用芯片磁珠和芯片電感的原因:是使用芯片磁珠還是芯片電感主要取決于應(yīng)用。諧振電路中需要使用片式電感。當(dāng)需要消除不必要的電磁干擾噪聲時(shí)，使用芯片磁珠是佳選擇。芯片磁珠和芯片電感的應(yīng)用:

芯片電感:射頻和無(wú)線通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達(dá)探測(cè)器、汽車、手機(jī)、尋呼機(jī)、音頻設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理、無(wú)線遙控系統(tǒng)和低壓電源模塊等。

芯片磁珠:濾除時(shí)鐘產(chǎn)生電路、模擬電路和數(shù)字電路之間、輸入/輸出內(nèi)部接口(如串口、并口、鍵盤、鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程通信、局域網(wǎng))之間、射頻電路和易受干擾的邏輯設(shè)備之間的干擾，濾除電源電路中的高頻傳導(dǎo)干擾、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、VCRS、電視系統(tǒng)和手機(jī)中的電磁干擾