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铁氧体磁珠如何工作以及如何选择合适的铁氧体磁珠? Thought Leadership 铁氧体磁珠如何工作以及如何选择合适的铁氧体磁珠? 铁氧体磁珠通常用于高频EMI噪声抑制 有时,我希望我能看到电磁波。这将使检测EMI变得更加容易。我不必折腾复杂的设置和信号分析仪,我只要看看,就知道这是怎么回事。虽然我们可能看不到EMI,但有时我们可以在其通过音频电路时听到它。解决这种干扰的一种可能方法是使用铁氧体磁珠。 可惜,铁氧体磁珠(也称为铁氧体电感、铁氧体钳位、铁氧体环、EMI滤波器磁珠,甚至铁氧体环形滤波器)可能有点神秘。铁氧体磁芯的功能类似于电感器的功能,但铁氧体磁芯的频率响应在高频时会偏离此功能。此外,不同类型的磁珠,例如绕线铁氧体磁珠和片状铁氧体磁珠,对降噪提供的响应不同。例如,线绕铁氧体磁珠在很宽的频率范围内工作,但在直流电设置中提供的电阻较小。为了正确使用,您需要了解其电磁特性及其在使用过程中的变化情况。掌握铁氧体磁珠使用背后的理论之后,您可以有意识地为电路板实现正确的选择。如果不这样做,最终造成的问题可能会比修复的问题更多。 此图显示了为什么铁氧体磁珠有时被称为铁氧体环或铁氧体电感 什么是铁氧体磁珠以及铁氧体磁珠如何工作? 铁氧体磁珠是无源电子元件,可以抑制电源线上的高频信号。它们通常放置在接入特定设备的电源/地线对周围,例如笔记本电脑的电源线。这些磁珠根据法拉第定律工作:导体周围的磁芯在高频信号存在时感应反电动势,从根本上衰减铁氧体频率响应。您可以从Coilcraft等专业制造商处获取标准铁氧体磁珠,但某些项目可能需要定制磁珠。 铁氧体是磁性材料,将这种材料放在电源/地线周围的铁氧体夹中,可以为通过线路的信号提供电感阻抗源。这可能会诱使您将其视为标准电感器,但它们比这更复杂。实际上,铁氧体磁珠是非线性元件。它提供的阻抗变化是负载电流和铁氧体两端电压降的变化。铁氧体磁珠的简化电路模型将帮助您了解其频率特性。但是,请记住,这些属性可能会随着电流和温度而变化。 负载电流可以改变铁氧体的阻抗。 铁氧体磁珠有什么用处? 由于铁氧体磁珠阻抗为电感式,因此铁氧体磁珠电感器用于衰减电子元件中的高频信号。当铁氧体磁珠扼流圈放置在连接电子设备的电源线上时,它会消除电源连接上或直流电源输出的任何杂散高频噪声。这种铁氧体夹的使用是噪声抑制的众多方法之一,例如开关式电源的噪声抑制方法。这种将铁氧体磁珠用作铁氧体滤波器的应用可以抑制和消除传导型EMI。 在铁氧体磁珠作为滤波器的各种用途中,EMI滤波器磁珠/电源滤波器磁珠通常额定为一定的直流电流阈值。超过指定值的电流可能会损坏元件。麻烦的是,这个极限会受到热量的严重影响。随着温度的升高, 额定电流迅速下降。额定电流也会影响铁氧体的阻抗。随着直流电流的增加,铁氧体磁珠将“饱和”并失去电感。在相对较高的电流下,饱和可 将铁氧体磁珠阻抗降低多达90%。 铁氧体磁珠对比电感器 尽管可以将铁氧体磁珠建模为电感器,但铁氧体磁珠电感器的性能与典型电感器不同。欲知如何衡量铁氧体磁珠的性能与电感器的性能,您可以通过铁氧体磁珠发送模拟信号并在几个数量级上扫频。如果您为铁氧体磁珠的频率扫描测量创建波德图,您会发现与具有类似低频行为的电感器相比,铁氧体磁珠在较高频率下提供更急剧的衰减。 铁氧体磁珠连接至交流电源的简单而准确的模型。 铁氧体磁珠 可以建模为电容器和电感器,也可以建模为与此RLC网络并联的电阻器,该网络连接有串联电阻器。串联电阻器量化了器件对直流电流的电阻。该模型中的电感器代表了铁氧体磁珠衰减高频信号的主要功能,即通过法拉第定律提供电感阻抗。该模型中的并联电阻考虑了高频时铁氧体磁珠内电感的涡流损耗。最后,该模型中的电容考虑了元件的自然寄生电容。 查看 铁氧体磁珠阻抗曲线时,主要电阻阻抗仅在一个薄频带中表现为非常高。磁珠的电感在此薄频带内占主导地位。在更高的频率下,铁氧体磁珠的阻抗开始出现电容性过大的现象,并且阻抗迅速下降。最终,随着频率继续增加,容抗将下降到一个非常小的值,铁氧体磁珠阻抗呈现纯阻性。
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