磁珠的作用
- 格式:docx
- 大小:26.07 KB
- 文档页数:4
磁珠的作用
磁珠是一种特殊的微小颗粒,可以通过外加磁场来控制它们的移动和定位。
磁珠在不同领域中具有广泛的应用,其作用主要体现在医疗、环境和生物科学方面。
在医疗领域,磁珠被用于制备纳米药物,这些药物可以针对特定的疾病或目标组织进行靶向治疗。
通过将磁珠与药物包裹在一起,可以实现药物的缓慢释放和持久效应,提高药物的疗效并降低副作用。
此外,磁珠还可以用于磁性共振成像(MRI)和磁性超声成像(MUS)等诊断技术中,通过控制磁珠的位置和运动,可以获得更为清晰的影像,提高诊断准确度。
在环境领域,磁珠被用于污水处理和废水处理。
磁珠可以吸附污水中的有害物质,如重金属离子、有机物等,并通过外加磁场控制磁珠的运动,使其集聚在一起,便于后续处理和回收。
此外,磁珠还可以用于磁性分离和回收固体废物,例如通过磁性吸附材料捕获金属颗粒和磁性微球,从而实现废物资源化利用,减少环境污染。
在生物科学领域,磁珠被广泛应用于生物标记、分离和富集等实验操作。
磁珠可以与特定的生物分子(如抗体、DNA、RNA等)结合,形成磁性复合物,使得目标生物分子更容易被检测和分离。
通过外加磁场,可以实现磁珠的快速捕获和定位,提高实验效率。
此外,磁珠还可以用于细胞和微生物的分离和培养,通过控制磁珠的洗涤和分离过程,可以获得纯净的细胞和微生物样品,用于后续生物学研究。
总体而言,磁珠具有精准控制和定位特性,可以在医疗、环境和生物科学等领域发挥重要作用。
随着科学技术的不断发展,磁珠的应用前景将会越来越广泛,为我们的生活和科学研究带来更多的便利和突破。
磁珠在电路中的使用方法引言磁珠是一种常用的电子元件,广泛应用于电路设计和电子装配中。
它具有独特的磁性和导电性能,可以在电路中发挥重要作用。
本文将介绍磁珠的基本原理、特点以及在电路中的使用方法。
一、磁珠的基本原理和特点1.磁性特点-磁珠具有一定的磁性,可以对电磁信号进行滤波和隔离。
-磁珠可以吸附磁性材料,如铁磁性材料,以增强磁性效果。
2.导电特点-磁珠是一种金属材料,具有良好的导电性能。
-磁珠可以作为电路的导电通路,用于连接和传递电流。
二、磁珠在电路设计中的应用1.磁珠的滤波作用-磁珠可以用于滤除电磁干扰信号,提高电路的抗干扰能力。
-在电路的输入端或输出端串联磁珠,可以有效滤除高频噪声信号。
2.磁珠的隔离作用-磁珠可以用于隔离电路的不同部分,避免信号互相干扰。
-在信号传输线路上串联磁珠,可以有效隔离不同模拟信号或数字信号。
3.磁珠的补偿作用-磁珠可以在电路中起到补偿电感的作用,调节电路的频率响应。
-在需要改变电路频率特性的场合,可以选择合适的磁珠进行串联或并联。
三、磁珠的选型和布局1.选型注意事项-根据电路的具体需求和频率特性选择合适的磁珠型号。
-考虑磁珠的电感、阻抗和最大电流等参数,确保符合电路设计要求。
2.磁珠的布局和连接-根据电路的布局和连接需求,合理选择磁珠的位置和方向。
-注意磁珠与其他元件的防干扰安装间隔,避免信号串扰和电磁干扰。
四、实际案例分析以手机音频接口电路设计为例,介绍磁珠在实际应用中的使用方法和效果。
1.磁珠的选型-根据手机音频接口电路的频率特性,选用合适的磁珠型号。
-考虑手机音频接口的通信频率范围和阻抗匹配要求,选择合适的磁珠。
2.磁珠的布局和连接-在手机音频接口线路的输入端和输出端分别串联磁珠。
-确保磁珠的方向、位置和连接正确,以提高音频传输质量和抗干扰能力。
3.实际效果分析-磁珠的应用可以有效滤除音频接口中的干扰信号,提高音频传输质量。
-磁珠还可以消除外部磁场对音频信号的干扰,提高手机音频接口的稳定性。
1、磁珠,其实就是单匝的线圈,而电感是多匝的。
有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝(导线直通磁环)的线圈习惯称之为磁珠,其实磁珠就是单匝电感,因此电感量小,与其寄生电容的共振频率就高(在这个频率点上,阻抗最高),因而对高频的抑制作用就好。
2、磁珠,是能量消耗元件,可等效为一个电感和一个电阻串联,只是电阻和电感都随频率的增高而增大,低频时阻抗很小,信号可以通过,频率较高时,比如说外界的RF干扰,等效阻抗很大,射频干扰以热量的形式被消耗掉,达到EMC 的目的,常用于信号线和电源线入口,抑制高频干扰和尖峰干扰;而电感是储能元件,多用于电源的滤波。
3、磁珠主要对付环境中的电磁辐射干扰;电感用来对付传导性干扰。
4、两者在电路中的符号虽然相同,但是单位却不同,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1000R@100MHz,意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于600欧姆;电感的单位是亨利(H)。
不过两者贴片的封装差不多,顺便贴出贴片的公制封装与英制封装名称对比:下面主要说说磁珠:现在用的最多的是铁氧体磁珠(Ferrite Bead) 。
1、磁珠的分类:通用型、大电流型、低频高阻型及尖峰型。
并分别用代号来表示:CBG的含义叠层片式通型磁珠,CBW 为大电流型,CBY为尖峰型、CBH为低频高阻型。
2、磁珠的参数:以我们选用的村田的BLM15AG102SN1为例:阻抗1000ohm@100MHz,100MHz时的等效阻抗位1000欧姆;直流电阻DC Resistance (1.0 ohm),直流阻抗1.0欧姆,表示对直流信号的衰减,越低越好;还可以发现一个现象:阻抗越大,其直流阻抗也越大,例如,BLM15AG100SN1100MHz阻抗仅为10ohm,直流阻抗为0.05ohm。
磁珠和电感的区别简介:磁珠和电感作为两种常见的电子元件,在电子领域使用广泛。
它们都能够在电路中起到储存和释放能量的作用,但是它们的工作原理和特点略有不同。
本文将从磁性特性、工作原理、应用领域等方面探讨磁珠和电感之间的区别。
一、磁性特性1. 磁珠:磁珠是一种由磁性材料制成的小圆球状物体。
它具有良好的磁性,往往适用于高频电路中。
磁珠一般采用铁氧体等材料制成,具有高磁导率和强磁饱和特性,可以在高频电路中提供较低的电感值。
磁珠在电路中起到滤波、隔离和储能的作用。
2. 电感:电感是一种由导体线圈制成的元件,主要使用导体线圈的电磁感应原理。
电感的磁性取决于线圈中的线圈材料和线圈的形状。
线圈中的磁性材料一般采用镍铁合金,具有较高的磁导率和饱和磁感应强度。
电感可以在电路中储存和释放能量,具有阻抗变化和滤波功能。
二、工作原理1. 磁珠:磁珠主要通过磁导率和磁感应强度来调整电路中的电感值。
当电流通过磁珠时,磁珠内部会产生磁场,通过改变磁场强度和方向,可以改变电感的大小和性质。
磁珠可根据不同的工作频率和电流条件选择合适的材料和尺寸。
2. 电感:电感基于电磁感应原理工作。
当电流通过线圈时,产生的磁场会自感应回到线圈中,产生感应电动势,并对电路中的电流起到调节的作用。
线圈的大小和形状以及线圈中的材料都会影响电感的大小和性能。
通过改变线圈的参数,可以实现对电流和电压的调控。
三、应用领域1. 磁珠:磁珠常见于高频电路和无线通信领域。
它们广泛应用于滤波器、隔离器和匹配器等电路中,可提供较低的电感值和较高的频率响应。
磁珠还可用于电源管理电路和射频功率放大器等应用,具有稳定性和可靠性的特点。
2. 电感:电感广泛应用于电源电路、放大器、射频通信和变频器等领域。
在直流电源电路中,电感可用于稳定电流和降低电压波动。
在放大器和射频通信领域,电感可用于匹配和调谐,提高信号转换效率。
电感还常用于变频器中的滤波和电路保护等方面。
结论:磁珠和电感作为常见的电子元件,在电子领域起到重要作用。
磁珠功率电感阻容感1. 磁珠磁珠是一种常见的电子元件,主要用于电磁干扰(EMI)滤波和抑制高频噪声。
它通常由磁性材料制成,外形类似于小珠子。
磁珠的主要作用是通过吸收和抑制高频噪声来保护电路不受干扰。
它可以用于各种电子设备,如电源、通信设备和计算机等。
磁珠的工作原理是利用其磁性材料的特性,在电路中形成一个高频磁场。
当高频信号通过磁珠时,磁珠会吸收部分能量并将其转化为热能。
这样可以有效地降低高频噪声,提高电路的抗干扰能力。
2. 功率电感功率电感是一种用于电源和电路中的重要元件,它具有存储和释放能量的能力。
功率电感通常由铁芯和线圈组成,其工作原理是利用磁场的感应和储能效应。
功率电感在电源中起到平滑电流、降低电压波动和滤波的作用。
当电源输入电流变化时,功率电感可以存储一部分电能,并在需要时释放出来,以保持电路的稳定工作。
此外,功率电感还可以滤除高频噪声,提高电源的纹波抑制能力。
功率电感的参数主要包括电感值、电流容量和频率响应等。
根据不同的应用需求,可以选择合适的功率电感来满足电路的要求。
3. 阻容感阻容感是一种特殊的电子元件,它同时具备电阻、电容和电感的特性。
阻容感通常由磁性材料和电容器组成,可以用于电源滤波、降噪和阻抗匹配等应用。
阻容感的工作原理是利用磁性材料的磁场感应和电容器的电场储能效应。
当电流通过阻容感时,磁性材料会产生磁场,同时电容器会储存电荷。
这样可以实现对电流和电压的同时调节和控制。
阻容感的特点是具有宽频带响应和高频噪声抑制能力。
它可以有效地滤除电源中的高频噪声,提高电路的稳定性和抗干扰能力。
此外,阻容感还可以用于匹配不同电路之间的阻抗,提高信号传输的效率。
4. 应用示例4.1 磁珠在电源中的应用磁珠在电源中的应用非常广泛。
它可以用于直流电源的滤波和降噪,以提供干净稳定的电源输出。
同时,磁珠还可以用于交流电源的EMI滤波,抑制高频噪声和干扰信号。
这样可以保护电路不受外部干扰的影响,提高系统的可靠性和抗干扰能力。
磁珠的原理与选择及应用1. 磁珠的原理磁珠是一种由磁性材料制成的微小颗粒,具有磁性的特性。
磁珠的磁性来源于其材料内部的微小磁性结构,例如磁性晶粒或者磁性层。
磁珠的原理可以归纳为以下几点:- 磁性颗粒的存在:磁珠内部含有磁性颗粒,使其具有磁性。
- 磁性结构的有序排列:磁珠的磁性颗粒经过处理和烧结等工艺,使其磁性结构有序排列,从而增强其磁性能。
- 外部磁场的作用:当外部磁场作用于磁珠时,磁珠内部的磁性颗粒会受到磁场力的作用,发生磁性矩的取向变化,从而表现出磁性。
2. 磁珠的选择选择适合的磁珠是实现特定应用需求的关键。
根据不同的应用需求,可以考虑以下几个方面: - 磁性强度:磁珠的磁性强度是评估其性能的一个重要指标。
通常用磁能积或剩磁来衡量磁珠的磁性强度,磁能积高或剩磁大的磁珠具有更强的磁性。
- 粒度大小:磁珠的粒度大小直接影响其分散性和应用效果。
通常情况下,细粒度的磁珠具有更好的分散性和更大的比表面积。
- 化学稳定性:根据应用需求,需要选择具有良好化学稳定性的磁珠,以避免在特殊环境条件下发生退化或氧化等现象。
- 表面功能化处理:为了满足特定应用需求,可以进行表面功能化处理,例如引入化学官能团以便于与其他物质的结合。
3. 磁珠的应用磁珠由于其独特的磁性特性在各个领域得到了广泛的应用。
下面列举几个常见的应用领域: - 生物医学:磁珠在生物医学中具有广泛的应用,例如生物分离、疾病诊断、靶向药物递送等方面。
通过特定的功能化处理,可以在生物体内实现对特定细胞或分子的选择性捕捉和识别。
- 环境监测:磁珠在环境监测领域起到了重要的作用。
通过与特定污染物相互作用,磁珠可以用于污染物的吸附、检测和去除等环境治理方面。
- 工业应用:磁珠在工业领域中被广泛用于催化剂、媒体过滤、磁性粉体等方面。
磁珠的磁性可以使其在工业生产过程中实现快速分离和回收。
- 信息储存:磁珠也可以应用于信息存储领域。
通过将磁珠制成微小磁性颗粒,可以实现高密度的磁性存储和读取。
磁珠的原理磁珠是一种常见的实验工具,它具有吸附铁磁物质的特性,被广泛应用于生物学、化学、医学等领域。
磁珠的原理主要是基于磁性的作用机制,下面将详细介绍磁珠的原理及其应用。
首先,磁珠的原理与磁性有着密切的关系。
磁性是物质特有的一种性质,具有吸引铁磁物质的能力。
磁珠通常由氧化铁等材料制成,这些材料具有较强的磁性,因此能够吸附铁磁物质。
当磁珠接触到铁磁物质时,它们之间会产生磁力作用,从而实现磁珠对物质的吸附和携带。
其次,磁珠的原理还涉及到外加磁场的作用。
外加磁场可以改变磁珠的磁性,使其具有特定的磁性方向。
在实际应用中,通过外加磁场的调控,可以实现对磁珠的定向操控,从而实现对目标物质的精准分离和提取。
这种原理被广泛应用于生物分离、医学诊断、药物输送等领域,极大地促进了相关技术的发展和应用。
此外,磁珠的原理还涉及到磁珠与目标物质之间的相互作用。
磁珠可以通过表面修饰等手段,使其具有特定的亲和性,从而能够与目标物质特异性结合。
利用这种原理,可以实现对目标物质的高效捕获和纯化,为相关实验和应用提供了重要的技术手段。
总的来说,磁珠的原理主要涉及磁性作用、外加磁场的调控以及磁珠与目标物质的相互作用。
这些原理为磁珠在生物学、化学、医学等领域的应用提供了重要的理论基础,也为相关技术的发展提供了重要的支撑。
随着科学技术的不断进步,相信磁珠的原理将会得到更深入的理解,相关技术也将会得到更广泛的应用。
在实际应用中,磁珠的原理为科研工作者和技术人员提供了重要的实验手段和技术支持。
通过对磁珠原理的深入理解和应用,可以实现对生物样品的快速分离、纯化和检测,为科学研究和临床诊断提供了重要的技术支持。
因此,磁珠的原理不仅具有重要的理论意义,也具有重要的应用价值,对于推动相关领域的发展具有重要的推动作用。
综上所述,磁珠的原理主要涉及磁性作用、外加磁场的调控以及磁珠与目标物质的相互作用。
这些原理为磁珠在生物学、化学、医学等领域的应用提供了重要的理论基础,也为相关技术的发展提供了重要的支撑。
举例说明磁珠的抗干扰作用磁珠,这个名字听起来就像是某种神秘的宝物,其实它在电子产品中可是个大明星呢!想象一下,手机、电脑、各种小玩意儿,里面都有磁珠的身影。
你可能会问,磁珠有什么魔力,为什么它能在那么多复杂的电子设备中占有一席之地?这就要说到它的抗干扰作用了。
说实话,这可是个相当牛逼的功能,能够让你的设备在嘈杂的环境中依然保持清晰的表现。
先来聊聊日常生活中遇到的干扰吧。
试想一下,你正在听音乐,突然来了一阵杂音,简直让人抓狂。
这时候,磁珠就像是个护航员,默默地在旁边帮你挡住那些干扰信号,让你的音乐变得清脆动听。
就像古话说的,“不怕一万,就怕万一”,有了磁珠,干扰信号就没那么可怕了,放心大胆享受你的旋律吧。
再说说电脑。
你知道吗?在电脑里面,各种信号像是打仗一样,吵得不可开交。
数据从这里跑到那里,就像是人群中小孩子追逐打闹,吵吵嚷嚷。
磁珠就像个维稳官,把那些闹腾的小家伙们控制住。
它们把不必要的高频信号滤掉,保证数据的传输顺畅,结果你的电脑就能更快地加载网页,玩游戏的时候也不会卡顿,真是一举两得啊!磁珠的抗干扰作用还不仅仅是“守护者”,它们还充当调解者的角色。
想象一下,一群小孩在一起玩耍,有时候难免会争吵。
这个时候,磁珠就像是那个聪明的孩子,能在大家都不高兴的时候,找到和平的解决办法。
它们在电路中调节电流,确保信号稳定,从而让设备在各种环境下都能正常运行。
这样一来,谁还敢说它们不重要呢?说到这里,不得不提一下“细节决定成败”。
许多人可能觉得磁珠是个不起眼的小配件,实际上它们却是整个系统中不可或缺的一部分。
它们的设计可不是随便的,而是经过严谨计算和反复实验得来的。
那种精巧的工艺,让人忍不住感叹,科技真是太神奇了!就像是把微小的力量汇聚成一股强大的能量,让我们在日常生活中,享受到更稳定、更高效的设备。
磁珠的抗干扰作用在现代生活中无处不在,从家用电器到医疗设备,甚至是汽车的电子系统,都能看到它们的身影。
这些小小的颗粒,仿佛在默默奉献着,给我们带来更好的体验。
磁珠英文FerriteBeads,简写FB磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。
磁珠是用来吸收超高频信号,像一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDRSDRAM,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50MHZ。
磁珠的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)。
要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。
通常高频信号为30MHz 以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。
磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。
他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。
作为电源滤波,可以使用电感。
磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。
磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ,它在低频时电阻比电感小得多。
铁氧体磁珠(FerriteBead)是目前应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显着。
在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶合,也有表面贴装的形式,但很少见到卖的)。
当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。
高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个组件的值都与磁珠的长度成比例。
磁珠的电气符号介绍磁珠是一种常用于电子电路中的元件,它具有特殊的电气符号。
本文将详细介绍磁珠的电气符号及其相关知识。
磁珠的作用磁珠主要用于电子电路中的滤波和抑制干扰。
它可以通过改变电路的阻抗来滤除高频噪声,同时也能提供对低频信号的传输。
磁珠还可以通过改变电路的电感来抑制电磁干扰,保护电子设备的正常工作。
磁珠的电气符号磁珠的电气符号通常由一个圆圈和一个箭头组成。
圆圈表示磁珠的外壳,箭头表示磁珠的磁性。
磁珠的符号可以分为两种类型:单向磁珠和双向磁珠。
单向磁珠单向磁珠的符号中,箭头只指向一个方向,表示磁珠只能通过电流的一个方向来产生磁场。
单向磁珠通常用于需要单向传输信号或需要单向抑制干扰的电路中。
双向磁珠双向磁珠的符号中,箭头指向两个方向,表示磁珠可以通过电流的两个方向来产生磁场。
双向磁珠通常用于需要双向传输信号或需要双向抑制干扰的电路中。
磁珠的参数除了电气符号外,磁珠还有一些重要的参数需要了解。
阻抗磁珠的阻抗是指它对电流的阻碍程度。
磁珠的阻抗通常由两部分组成:电阻和电感。
电阻部分会消耗一部分电流,而电感部分则会产生磁场。
磁珠的阻抗可以通过改变它的材料、尺寸和结构来调节。
频率特性磁珠的频率特性是指它在不同频率下的阻抗变化情况。
磁珠通常在一定频率范围内具有较低的阻抗,可以起到滤波的作用。
频率特性是选择磁珠时需要考虑的重要因素之一。
直流电阻磁珠的直流电阻是指在直流电路中通过磁珠时所产生的电阻。
直流电阻是磁珠的一个重要参数,它会影响磁珠在电路中的功耗和效果。
额定电流磁珠的额定电流是指在额定条件下,磁珠可以承受的最大电流。
超过额定电流的电流可能会导致磁珠的损坏或失效,因此在设计电路时需要注意选择合适的磁珠。
磁珠的应用磁珠广泛应用于各种电子设备和电路中,下面列举了一些常见的应用场景。
电源滤波磁珠可以用于电源滤波电路中,通过改变电路的阻抗来滤除电源中的高频噪声,提供稳定的电源信号。
通信设备磁珠可以用于通信设备中,用于滤波和抑制干扰,保证通信信号的质量和可靠性。
磁珠英文Ferrite Beads,简写FB磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。
磁珠是用来吸收超高频信号,像一些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50MHZ。
磁珠的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)。
要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过, 而滤除交流信号。
通常高频信号为 30MHz 以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。
磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。
他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。
作为电源滤波, 可以使用电感。
磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了磁珠由氧磁体组成, 电感由磁心和线圈组成, 磁珠把交流信号转化为热能, 电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。
磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。
铁氧体磁珠(Ferrite Bead)是目前应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显着。
在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的, 导线已穿过并胶合, 也有表面贴装的形式, 但很少见到卖的)。
当导线中电流穿过时, 铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。
高频电流在其中以热量形式散发, 其等效电路为一个电感和一个电阻串联, 两个组件的值都与磁珠的长度成比例。
磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。
有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加组件阻抗(穿过磁珠次数的平方),不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多,而用多串联几个磁珠的办法会好些。
铁氧体是磁性材料, 会因通过电流过大而产生磁饱和, 导磁率急剧下降。
大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。
铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出),还可广泛应用于其它电路, 其体积可以做得很小。
特别是在数字电路中, 由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场合发挥磁珠的作用。
铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除。
以常用于电源滤波的 HH-1H3216-500 为例,其型号各字段含义依次为:HH是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB系列;1 表示一个组件封装了一个磁珠,若为 4 则是并排封装四个的;H 表示组成物质, H、C、M 为中频应用( 50-200MHz),T低频应用(50MHz),S高频应用(200MHz);3216封装尺寸,长 3.2mm,宽1.6mm,即1206封装;500 阻抗(一般为 100MHz 时),50 ohm。
其产品参数主要有三项:阻抗 [Z]@100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37;直流电阻 DC Resistance (m ohm): Maximum 20;额定电流 Rated Current (mA): 2500.磁珠的原理磁珠的主要原料为铁氧体。
铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。
铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。
电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料,许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。
这种材料的特点是高频损耗非常大,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。
对于抑制电磁干扰用的铁氧体,最重要的性能参数为磁导率□和饱和磁通密度 Bs。
磁导率□可以表示为复数,实数部分构成电感,虚数部分代表损耗,随着频率的增加而增加。
因此,它的等效电路为由电感 L和电阻R组成的串联电路, L 和 R 都是频率的函数。
当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加,但是在不同频率时其机理是完全不同的。
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。
两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比,而且磁珠的长度对抑制效果有明显影响,磁珠长度越长抑制效果越好。
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,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于 EMI 方面。
磁珠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,而电感是一种储能元件,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 50MHz。
1•片式电感:在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性元件和EMI滤波器元件。
这些元件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。
表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。
除了阻抗值,载流能力以及其他类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。
在需要使用片式电感的场合,要求电感实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。
谐振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路等等。
谐振电路还包括高Q 带通滤波器电路。
要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。
在电感的两端存在寄生电容,这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。
在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求。
高Q 电路具有尖锐的谐振峰值。
窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。
稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。
标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。
电感结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。
在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要参数是直流电阻(DCR) ,额定电流,和低 Q 值。
当作为滤波器使用时,希望宽的带宽特性,因此,并不需要电感的高Q特性。
低的DCR可以保证最小的电压降,DCR定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。
2•片式磁珠:片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(PCB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)。
要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。
通常高频信号为 30MHz 以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。
片式磁珠由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构。
涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。
涡流损耗随信号频率的平方成正比。
使用片式磁珠的好处:小型化和轻量化。
在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰。
闭合磁路结构,更好地消除信号的串绕。
极好的磁屏蔽结构。
降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。
显著的高频特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)。
在高频放大电路中消除寄生振荡。
有效的工作在几个 MHz 到几百 MHz 的频率范围内。
要正确的选择磁珠,必须注意以下几点:不需要的信号的频率范围为多少。
噪声源是谁。
需要多大的噪声衰减。
环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度)。
电路和负载阻抗是多少。
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ZR22n fL()2+:=fL来描述。
典型的阻抗曲线可参见磁珠的DATASHEET 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。
3•大电流贴片积层磁珠:采封闭磁路结构,可高密度安装、并避免干扰,良好的焊锡性、及耐热性,大电流达 6A。
广泛使用在笔记型电脑、磁片驱动装置、喷墨印表机、硬碟磁碟机、影印机、显示监视器、游戏机、彩色电视、录放影机、光碟机、摄影机、数位相机、汽车电子产品、防干扰对策上。
磁珠的选用1. 磁珠的单位是欧姆,而不是亨特,这一点要特别注意。
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^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 600R@100MHz,意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于 600 欧姆。