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貼片磁珠原理及其在開關電源中的應用

發布(bu)時間:2022-07-28

貼片磁(ci)珠(zhu)原理(li)及其(qi)在開關電(dian)源(yuan)中的(de)應(ying)用(yong)

貼片磁珠的主要(yao)原料(liao)為鐵(tie)氧體(ti),鐵氧體是一種立方(fang)晶(jing)格結(jie)構的亞鐵磁性(xing)材料,鐵氧體材(cai)料為(wei)鐵鎂(mei)合金(jin)或鐵鎳(nie)合(he)金,它(ta)的製(zhi)造工(gong)藝和(he)機(ji)械性能(neng)與陶(tao)瓷(ci)相(xiang)似(shi),顏(yan)色(se)為灰(hui)黑色。電磁幹(gan)擾濾波器中經常(chang)使用的一(yi)類磁芯就是(shi)鐵氧(yang)體材料,許多(duo)廠商(shang)都(dou)提(ti)供專(zhuan)門用於電磁幹擾抑(yi)製的鐵氧體材料。這(zhe)種材料的特點是高頻損耗(hao)非常大,具(ju)有很(hen)高(gao)的導磁率(lv),它可以(yi)使(shi)電感的線圈繞組之(zhi)間(jian)在高頻高阻(zu)的情況下(xia)產生(sheng)的電容最小。鐵氧體材料通常應用於高頻(pin)情況(kuang),因(yin)為在低(di)頻時它們(men)主(zhu)要呈(cheng)現電感特(te)性,使得(de)損(sun)耗很小。在高頻情況下,它們主要呈現(xian)電抗特性並(bing)且隨頻率改變(bian)。實際應用中,鐵氧體材料是作為射頻電路(lu)的高 頻衰減(jian)器(qi)使用的。實際(ji)上(shang),鐵氧體可(ke)以較(jiao)好(hao)的等效於(yu)電阻以及電感(gan)的並聯(lian),低頻下電阻被(bei)電感短(duan)路,高頻下電感阻抗(kang)變得相當(dang)高,以至於電流(liu)全部(bu)通(tong)過(guo)電阻。鐵氧體是一個消耗裝(zhuang)置(zhi),高頻能量(liang)在上麵(mian)轉化為熱(re)能,這是由它的電阻特性決(jue)定(ding)的。


對於抑製電磁幹擾用的鐵氧體,最重(zhong)要的性能參數為磁導(dao)率和飽和磁通密(mi)度。磁導率可以表(biao)示(shi)為複數(shu),實(shi)數部分(fen)構(gou)成(cheng)電感,虛數部分代(dai)表損耗,隨著頻率的增加而(er)增(zeng)加(jia)。因此它的等(deng)效電路為由(you)電感L和電阻R組(zu)成的串(chuan)聯電路,電感L和電阻R都是頻率的函數。當導線穿(chuan)過這種(zhong)鐵氧體磁芯時,所構成的電感阻抗在形(xing)式上是隨(sui)著頻率的升(sheng)高而增加,但(dan)是在不(bu)同頻率時其機理是完全(quan)不同的。 在高頻段,阻抗主要由電阻成分構成,隨著(zhu)頻率的升高,磁芯的磁導率降(jiang)低,導致電感的電感量減小(xiao),感抗成分減小,但(dan)是,這時(shi)磁芯的損耗增加,電阻成分增加,導致(zhi)總的阻抗增加,當高頻信(xin)號(hao)通過鐵氧體時,電磁幹擾(rao)被吸收並轉換成熱能的形式(shi)消(xiao)耗掉(diao)。在低頻段(duan),阻抗主要由電感的感抗構成,低頻時R很小,磁芯的磁導率較高,因此(ci)電感量較大,電感L起主要作用,電磁幹擾被反(fan)射(she)而受(shou)到(dao)抑製,並且(qie)這時磁芯(xin)的損耗較小,整個器件是一個低損耗、高品質因素(su)Q特性的電感,這種電感容(rong)易(yi)造(zao)成諧(xie)振(zhen),因此在低頻段(duan)時可能會出現使用鐵氧體磁珠後幹擾增強的現象。


貼(tie)片(pian)磁珠種類(lei)很多,製造商會提供技術(shu)指標說明(ming),特別是磁珠的阻抗與(yu)頻率關係的曲(qu)線(xian)。有的磁珠上有(you)多個(ge)孔洞(dong),用導線穿過可增加元件(jian)阻抗(穿過磁珠次數的平(ping)方),不過在高頻時所(suo)增加的抑製噪聲能力(li)可能不如預(yu)期(qi)的多,可以采(cai)用多串聯幾個磁珠的辦(ban)法。


值(zhi)得注意(yi)的是,高頻噪聲的能量是通過鐵氧體磁矩與晶格(ge)的耦(ou)合而轉變為熱能散發出去的,並非將(jiang)噪聲導入地(di)或(huo)者阻擋回去,如(ru)旁路電容那(na)樣(yang)。因而,在電路中安(an)裝鐵氧體磁珠時,不需(xu)要為它設置接(jie)地點。這是鐵氧體磁珠的突(tu)出優點(dian)。

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