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疊層電感和(hé / huò)磁珠的(de)選型

日期:2013-11-05 / 來(lái)源:未知

在(zài)電子(zǐ)設備的(de) PCB 闆電路中會大(dà)量使用感性元件和(hé / huò) EMI濾波器元件。這(zhè)些元件包括片式電感和(hé / huò)片式磁珠,以(yǐ)下就(jiù)這(zhè)兩種器件的(de)特點進行描述并分析他(tā)們的(de)普通應用場合以(yǐ)及特殊應用場合。
        
表面貼裝元件的(de)好處在(zài)于(yú)小的(de)封裝尺寸和(hé / huò)能夠滿足實際空間的(de)要(yào / yāo)求。除了(le/liǎo)阻抗值,載流能力以(yǐ)及其他(tā)類似物理特性不(bù)同外,通孔接插件和(hé / huò)表面貼裝器件的(de)其他(tā)性能特點基本相同。

片式電感
        
在(zài)需要(yào / yāo)使用片式電感的(de)場合,要(yào / yāo)求電感實現以(yǐ)下兩個(gè)基本功能:電路諧振和(hé / huò)扼流電抗。諧振電路包括諧振發生電路,振蕩電路,時(shí)鍾電路,脈沖電路,波形發生電路等等。諧振電路還包括高Q帶通濾波器電路。 
        
要(yào / yāo)使電路産生諧振,必須有電容和(hé / huò)電感同時(shí)存在(zài)于(yú)電路中。在(zài)電感的(de)兩端存在(zài)寄生電容,這(zhè)是(shì)由于(yú)器件兩個(gè)電極之(zhī)間的(de)鐵氧體本體相當于(yú)電容介質而(ér)産生的(de)。在(zài)諧振電路中,電感必須具有高Q,窄的(de)電感偏差,穩定的(de)溫度系數,才能達到(dào)諧振電路窄帶,低的(de)頻率溫度漂移的(de)要(yào / yāo)求。 

Q 電路具有尖銳的(de)諧振峰值。窄的(de)電感偏置保證諧振頻率偏差盡量小。穩定的(de)溫度系數保證諧振頻率具有穩定的(de)溫度變化特性。 
        
标準的(de)徑向引出(chū)電感和(hé / huò)軸向引出(chū)電感以(yǐ)及片式電感的(de)差異僅僅在(zài)于(yú)封裝不(bù)一(yī / yì /yí)樣。電感結構包括介質材料(通常爲(wéi / wèi)氧化鋁陶瓷材料)上(shàng)繞制線圈,或者空心線圈以(yǐ)及鐵磁性材料上(shàng)繞制線圈。
        
在(zài)功率應用場合,作爲(wéi / wèi)扼流圈使用時(shí),電感的(de)主要(yào / yāo)參數是(shì)直流電阻(DCR,額定電流,和(hé / huò)低 Q 值。當作爲(wéi / wèi)濾波器使用時(shí),希望寬帶寬特性,因此,并不(bù)需要(yào / yāo)電感的(de)高 Q 特性。低的(de)DCR 可以(yǐ)保證最小的(de)電壓降,DCR 定義爲(wéi / wèi)元件在(zài)沒有交流信号下的(de)直流電阻。 

片式磁珠
         
片式磁珠的(de)功能主要(yào / yāo)是(shì)消除存在(zài)于(yú)傳輸線結構(PCB 電路)中的(de) RF噪聲,RF能量是(shì)疊加在(zài)直流傳輸電平上(shàng)的(de)交流正弦波成分,直流成分是(shì)需要(yào / yāo)的(de)有用信号,而(ér)射頻RF能量卻是(shì)無用的(de)電磁幹擾沿着線路傳輸和(hé / huò)輻射(EMI)。要(yào / yāo)消除這(zhè)些不(bù)需要(yào / yāo)的(de)信号能量,使用片式磁珠扮演
高頻電阻的(de)角色(衰減器),該器件允許直流信号通過,而(ér)濾除交流信号。通常高頻信号爲(wéi / wèi)30MHz 以(yǐ)上(shàng),然而(ér),低頻信号也(yě)會受到(dào)片式磁珠的(de)影響。

片式磁珠由軟磁鐵氧體材料組成,構成高體積電阻率的(de)獨石結構。渦流損耗同鐵氧體材料的(de)電阻率成反比。渦流損耗随信号頻率的(de)平方成正比。 

使用片式磁珠的(de)好處:

  • 小型化和(hé / huò)輕量化

  • 在(zài)射頻噪聲頻率範圍内具有高阻抗,消除傳輸線中的(de)電磁幹擾。

  • 閉合磁路結構,更好地(dì / de)消除信号的(de)串繞。

  • 極好的(de)磁屏蔽結構。

  • 降低直流電阻,以(yǐ)免對有用信号産生過大(dà)的(de)衰減。

  • 顯著的(de)高頻特性和(hé / huò)阻抗特性(更好的(de)消除RF能量)。

  • 在(zài)高頻放大(dà)電路中消除寄生振蕩。

  • 有效的(de)工作在(zài)幾個(gè)MHz到(dào)幾百MHz的(de)頻率範圍内。

要(yào / yāo)正确的(de)選擇磁珠,必須注意以(yǐ)下幾點:

  • 不(bù)需要(yào / yāo)的(de)信号的(de)頻率範圍爲(wéi / wèi)多少。

  • 噪聲源是(shì)誰。

  • 需要(yào / yāo)多大(dà)的(de)噪聲衰減。

  • 環境條件是(shì)什麽(溫度,直流電壓,結構強度)。

  • 電路和(hé / huò)負載阻抗是(shì)多少。

  • 是(shì)否有空間在(zài)PCB闆上(shàng)放置磁珠。

前三條通過觀察廠家提供的(de)阻抗頻率曲線就(jiù)可以(yǐ)判斷。在(zài)阻抗曲線中三條曲線都非常重

要(yào / yāo),即電阻,感抗和(hé / huò)總阻抗。總阻抗通過來(lái)描述。典型的(de)阻抗曲線如下圖所示 

通過這(zhè)一(yī / yì /yí)曲線,選擇在(zài)希望衰減噪聲的(de)頻率範圍内具有最大(dà)阻抗而(ér)在(zài)低頻和(hé / huò)直流下信号衰減盡量小的(de)磁珠型号。

片式磁珠在(zài)過大(dà)的(de)直流電壓下,阻抗特性會受到(dào)影響,另外,如果工作溫升過高,或者外部磁場過大(dà),磁珠的(de)阻抗都會受到(dào)不(bù)利的(de)影響。 

使用片式磁珠和(hé / huò)片式電感的(de)原因:
是(shì)使用片式磁珠還是(shì)片式電感主要(yào / yāo)還在(zài)于(yú)應用。在(zài)諧振電路中需要(yào / yāo)使用片式電感。而(ér)需要(yào / yāo)消除不(bù)需要(yào / yāo)的(de) EMI噪聲時(shí),使用片式磁珠是(shì)最佳的(de)選擇。 

片式磁珠和(hé / huò)片式電感的(de)應用場合:
片式電感: 
射頻(RF)和(hé / huò)無線通訊,信息技術設備,雷達檢波器,汽車電子(zǐ),蜂窩電話,尋呼機,音頻設備,PDAs(個(gè)人(rén)數字助理),無線遙控系統以(yǐ)及低壓供電模塊等。 
片式磁珠: 
時(shí)鍾發生電路,模拟電路和(hé / huò)數字電路之(zhī)間的(de)濾波,I/O輸入/輸出(chū)内部連接器(比如串口,并口,鍵盤,鼠标,長途電信,本地(dì / de)局域網),射頻(RF)電路和(hé / huò)易受幹擾的(de)邏輯設備之(zhī)間,供電電路中濾除高頻傳導幹擾,計算機,打印機,錄像機(VCRS,電視系統和(hé / huò)手提電話中的(de) EMI噪聲抑止。


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