磁珠主要特性参数:
1.阻抗IzI600@100MHz(ohm):这里指100MHz频率下的交流阻抗位600ohm;
2.DRC直流阻抗(最好小于1ohm):低的DRC可以保证最小压降,带载能力强;
3.额定电流:表示磁珠正常工作时允许的最大电流;
4.阻抗频率曲线:如下图一般来说频率越高阻抗越大,但是有个极值点。
磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器(另有一种是非晶合金磁性材料制作的磁珠),是一种抗干扰元件,滤 它功能主要是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,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)。电源线去噪是磁珠常见的应用场景,硕凯电子小编给大家总结几点,电源线去噪时,磁珠的选型要点:
从构成上来看,磁珠是由氧磁体组成,而电感则是由磁芯和线圈组成。
从原理上来看,磁珠是把交流信号转化为热能,电感是把交流存储起来并缓慢释放出去。
从功能上来看,磁珠是用来吸收超高频信号(例如RF电路,PLL,振荡电路等),而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。
面对复杂的电路工作,要如何在万千磁珠中选中合适你的那一颗呢?今天行业老鸟手把手教你磁珠选型大法,拿稳了!
磁珠选型大法(电源线去噪or信号线去噪)
对症下药是医者原则,行业老鸟表示不服:磁珠选型也要对症下药!
磁珠的应用场景分为电源线去噪和信号线去噪这两种,因此选型也要区别对待:
用于电源线去噪时应注意以下几点
第一,你要知道开关电源的工作频率。
一般来讲,电源产生的辐射EMI噪声,通常在小于 100MHz-300MHz之间。 因此,选磁珠要选峰值频率小于300MHz低频型的磁珠。
第二,你要知道电源的工作电流。
对于那些放置于开关或非直流信号的磁珠,通常要讲交流信号转换有效值,以此来选择磁珠的额定电流。额定电流值也是电源线磁珠最大的选择要点。
第三,在满足排版空间设计要求的情况下,你要尽力选择大大大大大大大尺寸的磁珠。
第四,用电源线去噪的磁珠,DCR也是十分关键的参数。
尤其是对于电池供电的便携设备,应尽量选用DCR小的磁珠,以提高电源效率。
第五,磁珠的抗阻曲线要尽量平坦。
这样才能保证最大限度地滤除电源的高次谐波噪音。
用于信号线去噪 应注意以下几点
第一,搞清楚信号的工作频率。
原则上磁珠的阻抗峰值频率应至少高于信号的有效带宽,否则会影响影响信号完整性,从而影响到系统的正常工作。
第二,要知道信号电流。
大多数信号(比如视频信号)并没有太大的电流输出,选型时不需要考虑磁珠的额定电流。但部分信号(比如音频信号)是有功率输出的,在这种情况下就要考虑输出电流。
用于信号线的磁珠,通常不需要考虑磁珠DCR,磁珠的尺寸要越小越好。最后就是磁珠的阻抗曲线要尽量陡峭,以避免影响信号完整性。
除了电源线去噪之外,片式磁珠还有更多的应用场合: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,长途电信,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),电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。
磁珠和电感的区别
电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件
电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,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信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAM,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错50MHZ。地的连接一般用电感,电源的连接也用电感,而对信号线则采用磁珠?
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USB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信号质量的控制上。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,为什么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频率的信号有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Impedance为600欧姆。
补充:
磁珠的选型:
磁珠主要用于EMI差模噪声抑制,他的直流阻抗很小,在高频下却有较高阻抗,一般说的600R是指
100MHZ测试频率下的阻抗值。选择磁珠应考虑两方面:一是电路中噪声干扰的情况,二是需要通过的
电流大小。要大概了解噪声的频率、强度,不同的磁珠的频率阻抗曲线是不同的,要选在噪声中心频
率磁珠阻抗较高的那种。噪声干扰大的要选阻抗高一点的,但并不是阻抗越高越好,因为阻抗越高
DCR也越高,对有用信号的衰减也越大。但一般也没有很明确的计算和选择的标准,主要看实际使用
的效果,120R-600R之间都很常用。然后要看通过电流大小,如果用在电源线部分则要选额定电流较
大的型号,用在信号线部分则一般额定电流要求不高。另外磁珠一般是阻抗越大额定电流越小。
磁珠的选择要根据实际情况来进行。比如对于3。3V、300mA电源,要求3。3V不能低于3。0V
,那么磁珠的直流电阻DCR就应该小于1R,这种情况一般选择0。5R,放置参数漂移。对噪声的抑止能
力来说,如果要求对于100MHZ的、300mVpp的噪声,经过磁珠以后达到50mVpp的水平,假设负载为45
欧姆,那么就应该选择225R@100Mhz,DCR<1R的磁珠
楼上的,45欧的阻抗是怎么估计出来的?225R又是怎么算出来的?
(45ohm/50mV)*250mV=225ohm
首先你要知道你要滤除的噪声的频段,然后选一个在该频段选一个合适的阻抗(实际的可以通过仿真
得出大概要多大,仿真模型可以向厂商要),第二步确定该电路通过的最大电流,电路流过的电流确
定了也意味着你要选多大额定电流的磁珠,接下来是确定磁珠的DCR(直流阻抗),根据后一级电路
电压供电的范围就能算出允许的磁珠的DCR的范围。封装的话自己看着办了。最后提醒一下啊,磁珠
的阻抗在你加电压后和规格书上的有点差别
要正确的选择磁珠,必须注意以下几点:
1、不需要的信号的频率范围为多少;
2、噪声源是谁;
3、需要多大的噪声衰减;
4、环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度);
5、电路和负载阻抗是多少;
6、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,即电阻,感抗和总阻抗。总阻抗通过ZR22πfL()2+:=fL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
在低频和直流下信号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
和片式电感的原因: 是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。 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,蜂窝电话,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
电信,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),电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。
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,当高频信号通过铁
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信号线、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,蜂窝电话,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,长途电信,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),电视系统和手提电话中的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。
另外选择磁珠时需要注意磁珠的通流量,一般需要降额80%处理,用在电源电路时要考虑直流阻
抗对压降影响。