| 應用范圍 | 濾波 | 種類 | 電感磁珠 |
| 品牌 | 進口 | 型號 | 貼片電感磁珠 |
| 封裝形式 | 貼片電感 | 繞線形式 | 非線繞式 |
| 導磁體性質 | 磁芯 | 磁芯形狀 | 長方形 |
| 工作頻率 | 中頻 | 安裝方式 | 貼片式 |
| 骨架材料 | 陶瓷 | 電感量 | 1(mh) |
| 允許誤差 | 5% | 感抗xl | 100(ω) |
| 額定電流 | 100(ma) | 分布電容 | 10(f) |
電感的原理-電感的工作原理
電感是導線內通過交流電流時,在導線的內部周圍產生交變磁通,導線的磁通量與此磁通的電流之比。
當電感中通過直流電流時,其周圍只呈現固定的磁力線,不隨時間而變化;可是當在線圈中通過交流電流時,其周圍將呈現出隨時間而變化的磁力線。根據法拉弟電磁感應定律---磁生電來分析,變化的磁力線在線圈兩端會產生感應電勢,此感應電勢相當于一個“新電源”。當形成閉合回路時,此感應電勢就要產生感應電流。由楞次定律知道感應電流所產生的磁力線總量要力圖阻止磁力線的變化的。磁力線變化來源于外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學中的慣性相類似的特性,在電學上取名為“自感應”,通常在拉開閘刀開關或接通閘刀開關的瞬間,會發生火花,這自感現象產生很高的感應電勢所造成的。
總之,當電感線圈接到交流電源上時,線圈內部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著,致使線圈產生電磁感應。這種因線圈本身電流的變化而產生的電動勢 ,稱為“自感電動勢”。
由此可見,電感量只是一個與線圈的圈數、大小形狀和介質有關的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關。
電感器的作用1.
電感線圈阻流作用:電感線圈線圈中的自感電動勢總是與線圈中的電流變化抗。電感線圈對交流電流有阻礙作用,阻礙作用的大小稱感抗xl,單位是歐姆。它與電感量l和交流電頻率f的關系為xl=2πfl,電感器主要可分為高頻阻流線圈及低頻阻流線圈。
電感器的作用2.
調諧與選頻作用:電感線圈與電容器并聯可組成lc調諧電路。即電路的固有振蕩頻率f0與非交流信號的頻率f相等,則回路的感抗與容抗也相等,于是電磁能量就在電感、電容來回振蕩,這lc回路的諧振現象。諧振時電路的感抗與容抗等值又反向,回路總電流的感抗最小,電流量最大(指 f="f0"的交流信號),lc諧振電路具有選擇頻率的作用,能將某一頻率f的交流信號選擇出來。
電感器的作用3.
電感器還有篩選信號、過濾噪聲、穩定電流及抑制電磁波干擾等作用。
電感器的作用4.
在電子設備中,經常看到有如圖2的磁環,這些小東西有哪些作用呢?這種磁環與連接電纜構成一個電感器(電纜中的導線在磁環上繞幾圈電感線圈),它是電子電路中常用的抗干擾元件,高頻噪聲有很好的屏蔽作用,故被稱為吸收磁環,通常使用鐵氧體材料制成,又稱鐵氧體磁環(簡稱磁環)。在圖2中,上面為一體式磁環,為帶安裝夾的磁環。磁環在不同的頻率下有不同的阻抗特牲。在低頻時阻抗很小,當信號頻率升高后磁環的阻抗急劇變大。
大家都知道,信號頻率越高,越輻射出去,而的信號線都是沒有屏蔽層的,這些信號線就成了很好的天線,接收周圍環境中各種雜亂的高頻信號,而這些信號疊加在傳輸的信號上,甚至會改變傳輸的有用信號,嚴重干擾電子設備的正常工作,降低電子設備的電磁干擾(em)已經是考慮的問題。在磁環作用下,即使正常有用的信號順利地通過,又能很好地抑制高頻于擾信號,而且成本低廉。
磁珠的原理
磁珠有很高的電阻率和磁導率,他等效于電阻和電感串串串聯,但電阻值和電感串串值都隨頻率變化。
他比普通的電感串串有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現阻性,所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗,從而提高調頻濾波效果。
作為電源濾波,可以使用電感串串。磁珠的電路符號就是電感串串,但是型號上可以看出使用的是磁珠。在電路功能上,磁珠和電感串串是原理相同的,只是頻率特性不同罷了.
磁珠由氧磁體組成,電感串串由磁心和線圈組成,磁珠把交流信號轉化為熱能,電感串串把交流存儲起來,緩慢的釋放出去。
磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用,一般規格有100歐/100mmhz ,它在低頻時電阻比電感串串小得多。
鐵氧體磁珠 (ferrite bead) 是目前應用發展很快的一種抗干擾組件,廉價、易用,濾除高頻噪聲效果顯著。
在電路中只要導線穿過它即可(我用的都是象普通電阻模樣的,導線已穿過并膠合,也有表面貼裝的形式,但很少見到賣的)。當導線中電流穿過時,鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什么阻抗,而對較高頻率的電流會產生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發,其等效電路為一個電感串串和一個電阻串聯,兩個組件的值都與磁珠的長度成比例。磁珠種類很多,制造商應技術指標說明,特別是磁珠的阻抗與頻率關系的曲線。
有的磁珠上有多個孔洞,用導線穿過可增加組件阻抗(穿過磁珠次數的平方),不過在高頻時所增加的抑制噪聲能力不可能如預期的多,而用多串聯幾個磁珠的辦法會好些。
鐵氧體是磁性材料,會因通過電流過大而產生磁飽和,導磁率急劇下降。大電流濾波應采用結構上專門設計的磁珠,還要注意其散熱措施。
鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲(可用于直流和交流輸出),還可廣泛應用于其它電路,其體積可以做得很小。特別是在數字電路中,由于脈沖信號含有頻率很高的高次諧波,也是電路高頻輻射的主要根源,所以可在這種場合發揮磁珠的作用。
鐵氧體磁珠還廣泛應用于信號電纜的噪聲濾除。
以常用于電源濾波的hh-1h3216-500為例,其型號各字段含義依次為:
hh 是其一個系列,主要用于電源濾波,用于信號線是hb系列;
1 表示一個組件封裝了一個磁珠,若為4則是并排封裝四個的;
h 表示組成物質,h、c、m為中頻應用(50-200mhz),
t低頻應用(50mhz),s高頻應用(200mhz);
3216 封裝尺寸,長3.2mm,寬1.6mm,即1206封裝;
500 阻抗(一般為100mhz時),50 ohm。
其產品參數主要有三項:
阻抗[z]@100mhz (ohm) : typical 50, minimum 37;
直流電阻dc resistance (m ohm): maximum 20;
額定電流rated current (ma): 2500.
磁珠的原理
磁珠的主要原料為鐵氧體。鐵氧體是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金,它的制造工藝和機械性能與陶瓷相似,顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中經常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料,許多廠商都專門用于電磁干擾抑制的鐵氧體材料。這種材料的特點是高頻損耗非常大,具有很高的導磁率,他可以是電感串串的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最小。對于抑制電磁干擾用的鐵氧體,最重要的性能參數為磁導率u和飽和磁通密度bs。磁導率u可以表示為復數,實數部分構成電感串串,虛數部分代表損耗,隨著頻率的增加而增加。因此,它的等效電路為由電感串串l和電阻r組成的串聯電路,l和r都是頻率的函數。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時,所構成的電感串串阻抗在形式上是隨著頻率的升高而增加,但是在不同頻率時其機理是完全不同的。
在低頻段,阻抗由電感串串的感抗構成,低頻時r很小,磁芯的磁導率較高,因此電感串串量較大,l起主要作用,電磁干擾被反射而受到抑制,并且這時磁芯的損耗較小,整個器件是一個低損耗、高q特性的電感串串,這種電感串串容易造成諧振。因此在低頻段,有時可能出現使用鐵氧體磁珠后干擾增強的現象。
在高頻段,阻抗由電阻成分構成,隨著頻率升高,磁芯的磁導率降低,導致電感串串的電感串串量減小,感抗成分減小 。但是 ,這時磁芯的損耗增加,電阻成分增加,導致總的阻抗增加,當高頻信號通過鐵氧體時,電磁干擾被吸收并轉換成熱能的形式耗散掉。
鐵氧體抑制元件廣泛應用于印制電路板、電源線和數據線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件,就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環或磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾,它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。
兩個元件的數值大小與磁珠的長度成正比,而且磁珠的長度對抑制效果有明顯影響,磁珠長度越長抑制效果越好。