CBY尖峰型磁珠
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1前言各种电子线路中,电磁干扰源产生的电磁干扰杂波,通过传导和辐射途经对线路其它部分或其它电子线路产生电磁干扰。
这一过程中导线起了重要作用,一英寸长的导线在100MHz频率下的电感量约为20nh,其感抗约为12.6Ω,这是不可忽视的。
为了消除电磁干扰,方法之一就是在有源和无源电子元器件的引线上套上一些很小的管形或环形的软磁铁氧体磁芯,利用铁氧体材料的电磁损耗机理有效地消除传导和辐射的电磁干扰噪声。
这种抗电磁干扰的方法既简便又有效,而且成本很低,所以获得了十分广泛的应用。
由于串在引线上用于抗电磁干扰的铁氧体小管或小环有些像一串珍珠,所以它们得到了一个很形象化的名称—磁珠(Bead)。
近年来表面贴装技术(SMT)迅速崛起,传统的插装电路逐步被SMT电路替代,绝大部分带引线的电子元器件均已片式化,变成了无引线或短引线的片式电子元器件。
这样一来,上述的传统磁珠(铁氧体小管或小环)已无法在SMT电路中应用。
为了解决这一困难,国外一些著名的电子元器件公司,如美国的AEM公司、Coilcraft公司、日本TDK、村田、太阳诱电、Tokin等公司,先后开发了片式磁珠(ChipBead)和片式电感器(ChipInductor),以满足SMT电路的需求。
实质上,磁珠就是一个填充磁芯的电感器,利用它的阻抗|Z|在高频下迅速增加的特性和磁性材料的电磁损耗机理来抑制和吸收高频噪声,从而达到抗电磁干扰的目的。
片式磁珠/电感器按结构可分为两大类,即叠层型片式磁珠/电感器(MultilayerChipBead/Inductor,简称MLCB/MLCI)和绕线型片式磁珠/电感器(WoundChipBead/Inductor)。
叠层型片式磁珠/电感器是近年来发展起来的一种高新技术产品,其结构如图1所示。
由图1可以看出,导体线圈完全被磁性铁氧体介质包围,形成一种独石结构。
当电流通过时,激励的磁力线几乎完全被屏蔽在其内部,而不会干扰邻近的其它电子元器件。
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。
磁珠分类和应用以及工作原理等相关知识详解片式铁氧体磁珠的工作原理铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗铁氧体磁珠的类别铁氧体磁珠的应用1. 片式铁氧体磁珠的基本原理磁珠,实质上虽然是一个电感器,但在功能、作用与组成上也是有它的特点的。
电感的基本功能是电路谐振和扼流电抗。
主要应用于电源电路、时钟发生电路、射频(RF)和无线通讯、无线遥控系统等场合。
磁珠的主要功能是消除存在于线路中的 RF 噪声,扮演着高频电阻(衰减器)的角色,它允许直流信号通过,却能滤除30MHZ以上的高频信号,主要应用于模拟电路和数字电路之间的滤波,I/O(输入/输出)端口电路,射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,电源电路以及需要抑制EMI 等场合。
磁珠的作用主要是在高频率下利用电感成分反射噪声,利用电阻成分把噪音转换成热量,由此起到抑制噪声的作用。
使用时,只要直接插入信号线、电源线中就以通过吸收、反射来实现抑制噪声以达到抗EMI 的目的。
磁珠有很高的电阻率和磁导率,它等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都是频率的函数。
它比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现电阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的优良特性。
而电感主要起着储能、滤波、阻抗、扼流、谐振和变压作用。
磁珠由氧磁体材料作成,电感则由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把电流存储起来,缓慢的释放出去。
1.1 铁氧体磁珠的工作原理铁氧体磁珠是由一种立方晶格结构的亚铁磁性材料作成的磁性元件。
这种材料的分子结构为 MO·Fe2O3,其中MO 为金属氧化物,通常是MnO 或ZnO。
它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色,常用于电磁干扰滤波器中,这种材料的特点是高频损耗非常大。
用于抗 EMI 的铁氧体材料,磁导率(μ)和饱和磁感应强度(Bs)是两个最重要的磁性参数,而磁导率(μ)的定义是磁通密度随磁场强度的变化率,即μ=△B/△H。
对于一种磁性材料来说,磁导率不是一个常数,它与磁场的大小、频率的高低有关。
导线线径与电流规格表绝缘导线(铝芯/铜芯)载流量的估算方法 以下是绝缘导线(铝芯/铜芯)载流量的估算方法,这是电工基础,今天把这些知识教给大家,以便计算车上的导线允许通过的电流.(偶原在福建省南平供电局从事电能计量工作) 铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系 导线截面(平方毫米) 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 载流量(A 安培) 9 14 23 32 48 60 90 100 123 150 210 238 300载流是截面倍数 9 8 7 6 5 4 3.5 3 2.5表格为导线在不同温度下的线径与电流规格表。
(请注意:线材规格请依下列表格,方能正常使用)估算口诀:二点五下乘以九,往上减一顺号走。
三十五乘三点五,双双成组减点五。
(看不懂没关系,多数情况只要查上表就行了)。
条件有变加折算,高温九折铜升级。
穿管根数二三四,八七六折满载流。
说明:(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表示,通过心算而得。
由表5 3可以看出:倍数随截面的增大而减小。
“二点五下乘以九,往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流量约为截面数的9倍。
如2.5mm’导线,载流量为2.5×9=22.5(A)。
从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排,倍数逐次减l,即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三点五,双双成组减点五”,说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍,即35×3.5=122.5(A)。
从50mm’及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组,倍数依次减0.5。
即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍;95、120mm”导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。
磁珠的分类与电气参数
根据磁珠的应用场合,大致可将磁珠分为普通型、大电流型、尖峰型。
a.普通型:普通型磁珠用于电流不太大(一般小于600mA),无特殊要求的场合,它的直流电阻一般为零点几个欧姆。
它能有效地抑制、吸收电子设备的电磁干扰和射频干扰。
其阻抗范围一般为几欧到几千欧范围内。
b.大电流型:此型号磁珠应用于要求较大电流的场合,由于其应用于大电流的场合,因此就要求它的直流电阻必须很小,约小于普通型磁珠一个数量级,而其阻抗值一般也较小。
c.尖峰型:此型号的磁珠特性为在某一个频率区域内,其阻抗急剧上升,从而在特定的频率区域内可获得较高的衰减效果而对信号不产生影响。
3.2 电气参数
滤波器的主要电气参数有:新晨阳电容电感质量好。
直流电阻、额定电流、阻抗;电特性曲线有:阻抗-频率特性、电阻-频率特性、感抗-频率特性。
各参数说明如下:
a.直流电阻:直流电流通过此磁珠时,此磁珠所呈现的电阻值。
b.额定电流:表示磁珠正常工作时的最大允许电流。
c.阻抗:这里所指的是交流阻抗。
d.阻抗-频率特性:描述阻抗值随频率变化的曲线。
e.电阻-频率特性:描述电阻值随频率变化的曲线。
f.感抗-频率特性:描述感抗随频率变化的曲线。
开关电源中磁珠的特性与选用原则1、磁珠的特性开关电源尤其是大功率开关电源,它们的工作频率一般为100kHz,有的高达1MHz。
在高频的作用下,电源的输出整流管,在关断期间反向恢复过程中,会产生噪声和反向峰值电流,非常容易击穿整流二极管或MOS管,还容易在二极管或MOS管导通期间向外辐射高频率的干扰信号。
人们虽然在整流二极管的两端并联阻容元件组成高频旁路电路,但作用效果不太理想。
相反,由于增加了电阻、电容,在高频率的作用下造成损耗。
近年来,研发人员找到在二次侧滤波器输出线上套上一只磁珠,有力地抑制了噪声和干扰信号,还具有静电脉冲吸收能力。
磁珠的主要原料为铁氧体,是一种晶体结构亚铁磁性材料,它在低频时呈现电感特性,损耗很小;在高频时呈现电抗特性抵抗高频辐射。
它的性能参数与铁氧体磁心一样,为磁导率和磁通密度。
当导体穿过铁氧体磁心时,所形成的电抗是随着频率升高而增加,不同的频率其受理作用不一样。
磁珠在高频下的磁导率较低,电感量也小,干扰电磁波吸收很大;在低频时作用相反。
总而言之,磁珠器件具有低损耗、高品质因数的特性,可防止电磁辐射。
2、磁珠的主要参数(1)标准值磁珠的单位是按照在某一频率下所产生的阻抗来标定的,它的单位是Ω,一般以100MHz为标准。
如2012B601是指100MHz磁珠的阻抗为600Ω。
(2)额定电流是保证电路正常工作允许通过的电流。
(3)感抗磁珠在100MHz的高频下,在一闭环电路里,磁珠的两端所产生的电感量。
电感量的大小表示储能的能力大小。
(4)Q值品质因数。
(5)自谐振频率由于电感有分布电容的作用,将形成LC振荡电路而起振,称之为自谐振频率。
(6)超载电流表示电感器正常工作时的最大电流的2.2倍。
(7)封装形式及尺寸在PCB上多使用表贴封装元器件,这种形式具有良好的闭合磁路和电磁特性。
(8)磁通量磁珠在低频下承受电流越大,感抗随交流变化而呈容抗,磁珠发热而造电路损耗。
初始磁通量与品质因数Q得不到平衡。
公制:3216——2012——1608——1005——0603——0402英制:1206——0805——0603——0402——0201——01005注意:0603有公制,英制的区分公制0603的英制是英制0201,英制0603的公制是公制1608还要注意1005与01005的区分,1005也有公制,英制的区分英制1005的公制是公制2512公制1005的英制是英制0402像在ProtelDXP(Protel2004)及以后版本中已经有SMD贴片元件的封装库了,如CC1005-0402:用于贴片电容,公制为1005,英制为0402的封装CC1310-0504:用于贴片电容,公制为1310,英制为0504的封装CC1608-0603:用于贴片电容,公制为1608,英制为0603的封装CR1608-0603:用于贴片电阻,公制为1608,英制为0603的封装,与CC16-8-0603尺寸是一样的,只是方便识别。
【贴片电阻规格、封装、尺寸】英制(inch) 公制(mm) 长(L)(mm) 宽(W)(mm) 高(t)(mm) a(mm) b(mm)0201 0603 0.60±0.05 0.30±0.05 0.23±0.05 0.10±0.05 0.15±0.050402 1005 1.00±0.10 0.50±0.10 0.30±0.10 0.20±0.10 0.25±0.100603 1608 1.60±0.15 0.80±0.15 0.40±0.10 0.30±0.20 0.30±0.200805 2012 2.00±0.20 1.25±0.15 0.50±0.10 0.40±0.20 0.40±0.201206 3216 3.20±0.20 1.60±0.15 0.55±0.10 0.50±0.20 0.50±0.201210 3225 3.20±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 0.50±0.20 0.50±0.201812 4832 4.50±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 0.50±0.20 0.50±0.202010 5025 5.00±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 0.60±0.20 0.60±0.202512 6432 6.40±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 0.60±0.20 0.60±0.20国内贴片电阻的命名方法:1、5%精度的命名:RS-05K102JT2、1%精度的命名:RS-05K1002FTR -表示电阻S -表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。
电感的型号、规格及命名5.1 片状电感电感量:10NH~1MH材料:铁氧体绕线型陶瓷叠层精度:J=±5% K=±10% M=±20%尺寸: 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3. 2mm*2.5mm5.2 功率电感电感量:1NH~20MH带屏蔽、不带屏蔽尺寸:SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;RH73/RH74/RH104 R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;5.3 片状磁珠种类:CBG(普通型)阻抗:5Ω~3KΩCBH(大电流)阻抗:30Ω~120ΩCBY(尖峰型)阻抗:5Ω~2KΩ规格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠)规格:SMB302520/SMB403025/SMB853025(贴片大电流磁珠)5.4 插件磁珠规格:RH3.55.5 色环电感电感量:0.1uH~22MH尺寸:0204、0307、0410、0512豆形电感:0.1uH~22MH尺寸:0405、0606、0607、0909、0910精度:J=±5% K=±10% M=±20%精度:J=±5% K=±10% M=±20%插件的色环电感读法:同色环电阻的标示5.6 立式电感电感量:0.1uH~3MH规格:PK0455/PK0608/PK0810/PK0912 5.7轴向滤波电感规格:LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019电感量:0.1uH-10mH。
额定电流:65mA~10A。
Q值高,价位一般较低,自谐振频率高。
5.8 磁环电感规格:TC3026/TC3726/TC4426/TC5026尺寸(单位mm):3.25~15.885.9 空气芯电感空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采用线径较粗的漆包线。
电感线圈电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感。
用L表示,单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
一、电感的分类按电感形式分类:固定电感、可变电感。
按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。
按工作性质分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。
按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
电感线圈的主要特性参数1、电感量L电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。
除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
2、感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。
它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL3、品质因素Q品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。
线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。
线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。
线圈的Q值通常为几十到几百。
4、分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。
分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。
常用线圈1、单层线圈单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。
如晶体管收音机中波天线线圈。
2、蜂房式线圈如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。
而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数。
蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。
蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈线圈的电感量大小与有无磁芯有关。
在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素。
4、铜芯线圈铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。
一、磁珠的参数欧阳歌谷(2021.02.01)概念:采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成,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。
主要参数:标称值: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.一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的阻抗为600欧姆。
额定电流:额定电流是指能保证电路正常工作允许通过电流. 电感与磁珠的区别: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;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;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.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。