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      6. 磁珠的作用是什么
        • 發(fā)布時(shí)間:2021-12-30 17:58:45
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        磁珠的作用是什么
        因?yàn)殡姶偶嫒轀y(cè)試的迫切要求,電磁干擾(EMI)抑制元器件得到了普遍的運(yùn)用。其中兼容、噪音、干擾等問(wèn)題,是半導(dǎo)體行業(yè)極其產(chǎn)品所不可避免的問(wèn)題,在PCB樣版中,處理這種難題,關(guān)鍵是應(yīng)用磁珠。那么什么是磁珠?其作用又是什么呢?下邊大家一起來(lái)看看:
        1.基本概念
        磁珠其實(shí)就是單匝的線(xiàn)圈,也是是能量消耗元件。磁珠的主要原料為鐵氧體。鐵氧體是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金,它的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似,顏色為灰黑色。這種材料的特點(diǎn)是高頻損耗非常大,具有很高的導(dǎo)磁率。
        磁珠
        磁珠
        2.基本作用
        (1)消除噪聲:消除存在于傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)(電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分。
        (2)抑制高頻信號(hào):磁珠對(duì)高頻信號(hào)才有較大阻礙作用,一般規(guī)格有100歐/100mMHZ ,它在低頻時(shí)電阻比電感小得多。
        (3)更好的高頻濾波: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),但電阻值和電感值都隨頻率變化。在高頻時(shí)呈現(xiàn)阻性,能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗,從而提高調(diào)頻濾波效果。
        (4)過(guò)濾信號(hào):直流成分是需要的有用信號(hào),而射頻RF能量卻是無(wú)用的電磁干擾沿著線(xiàn)路傳輸和輻射(EMI)。要消除這些不需要的信號(hào)能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號(hào)通過(guò),而濾除交流信號(hào)。
        磁珠
        磁珠外形圖
        3.特性參數(shù)
        (1)直流電阻DCResistance(mohm):直流電流通過(guò)此磁珠時(shí),此磁珠所呈現(xiàn)的電阻值。
        (2)額定電流RatedCurrent(mA):表示磁珠正常工作時(shí)的最大允許電流。
        (3)阻抗[Z]@100MHz(ohm):這里所指的是交流阻抗。
        (4)阻抗-頻率特性:描述阻抗值隨頻率變化的曲線(xiàn)。
        (5)電阻-頻率特性:描述電阻值隨頻率變化的曲線(xiàn)
        (6)感抗-頻率特性:描述感抗隨頻率變化的曲線(xiàn)。
        磁珠
        磁珠形狀
        4.單位
        磁珠的單位是歐姆,而不是亨利,這一點(diǎn)要特別注意。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱(chēng)的,阻抗的單位也是歐姆。以常用于電源濾波的HH-1H3216-500為例,其型號(hào)各字段含義依次為:
        HH是其一個(gè)系列,主要用于電源濾波,用于信號(hào)線(xiàn)是HB系列;
        1表示一個(gè)組件封裝了一個(gè)磁珠,若為4則是并排封裝四個(gè)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(zhǎng)3.2mm,寬1.6mm,即1206封裝;
        500 阻抗(一般為100MHz時(shí)),50ohm。
        磁珠
        磁珠圖
        5.種類(lèi)
        5.1按應(yīng)用條件分類(lèi)
        (1)普通型:這是應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)疊層型片式磁珠, 1608、2012是目前的主流規(guī)格,同時(shí)還有3216、3225等多個(gè)規(guī)格。(電流一般小于600mA)
        (2)尖峰型:當(dāng)電子線(xiàn)路中在某頻率點(diǎn)存在著強(qiáng)烈的干擾噪聲很難消除時(shí),可以在此電子線(xiàn)路中加一個(gè)諧振頻率恰巧在干擾噪聲頻點(diǎn)的尖峰型磁珠,從而將這一強(qiáng)烈的干擾噪聲完全抑制;不同電子線(xiàn)路、不同用戶(hù)對(duì)諧振頻率的數(shù)值要求是不相同的。
        (3)高頻型:各種電子元器件的頻率都在提高,輻射的電子干擾的頻率往往超過(guò)1GHz;如果使用普通型磁珠,那么,三次諧波信號(hào)成分將被大量衰減,致使時(shí)鐘脈沖信號(hào)鈍化,將會(huì)引起誤操作。所以要求將磁珠的抑制 EMI 的頻率范圍提高,如對(duì) 500MHz 以下的信號(hào)頻率成分幾乎無(wú)衰減通過(guò),而對(duì)1GHz 以上的干擾噪聲產(chǎn)生大量衰減。
        (4)陣列型:磁珠陣列(Chip Beads Array)又稱(chēng)為磁珠排(如圖),即在一個(gè)0805 或1206 的片式元件內(nèi)并列 2~4 個(gè)片式磁珠。這樣就大大縮小了在 PCB 上所占據(jù)的面積,有利于高密度組裝。
        (5)大電流型:普通型磁珠的額定電流只有幾百毫安,但在某些應(yīng)用場(chǎng)合要求額定電流達(dá)到幾安培;例如:為了消除計(jì)算機(jī)卡板電源部分及大電流母線(xiàn)部分的噪聲,要求磁珠能承受幾安培的電流。為此,選擇適當(dāng)?shù)蔫F氧體材料或者采用低燒結(jié)溫度電子陶瓷材料,并采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧瞥闪四軌虺惺艽箅娏鞯寞B層型片式磁珠,阻值比較低。
        5.2按結(jié)構(gòu)分類(lèi)
        (1)疊層片式
        (2)引腳型
        (3)磁環(huán)型
        6.封裝
        磁珠封裝一般包括貼片磁珠和插件磁珠。
        磁珠
        磁珠封裝圖
        本文介紹了磁珠的概念、作用、特性參數(shù)、單位。大家在選擇磁珠時(shí),除了注意百兆阻抗、直流阻抗、額定電流這三個(gè)參數(shù)外,還應(yīng)該注意磁珠的使用類(lèi)別。比如:高頻高速磁珠、電源磁珠(大電流)、普通信號(hào)磁珠。
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