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片状铁氧体磁珠噪声对策基础

2019-09-05| 发布者: 深圳市福正升电子有限公司

摘要:铁氧体磁珠是一种铁氧体磁珠,铅穿过它铅型铁氧体磁珠电感器的形状示例如图1所示。该结构是简单的结构,并且具有这种形状,引线已经穿过由铁氧体形成的珠子。...

铁氧体磁珠是一种铁氧体磁珠,铅穿过它铅型铁氧体磁珠电感器的形状示例如图1所示。该结构是简单的结构,并且具有这种形状,引线已经穿过由铁氧体形成的珠子。这个电感器没有像常规线圈那样缠绕在它周围的引线,但是当电流流到其引线时,在铁氧体磁珠内部产生磁通量。结果,铁氧体磁珠用作电感器。顺便提及,这里使用的铁氧体是由在高频下具有高损耗的材料制成的,因此在高频范围内,电流的能量作为铁氧体的损耗而损失,使得噪声能够被有效地吸收。

 

一、片状铁氧体磁珠由分层电感器结构组成

片状铁氧体磁珠是通过将这些铁氧体磁珠电感器制成芯片而制成的,图2显示了它们的典型结构。在原始铁氧体片层之间形成线圈图案,并且通过集成和烧制的过程,产生三维线圈结构。

 

      通过将铁氧体磁珠电感器制成芯片并在其内部采用线圈结构,可以实现比仅具有引线穿过它的引线型铁氧体磁珠电感器更高的阻抗。(实际上,一些片状铁氧体磁珠只有一条引线穿过磁珠。)这种结构基本上与多层片式电感器相同,但与电感器的不同之处在于所用的铁氧体材料是更适合抑制噪音。

 

      3示出了片状铁氧体磁珠的阻抗频率特性的示例。所涉及的基本原理如下:随着频率上升,阻抗随着电感器的增加而成比例增加,因此通过在电路中串联连接这些磁珠,它们起到低通滤波器的作用。对于常规电感器,阻抗(Z)值中的主要特征是电抗分量(X)。另一方面,由于片状铁氧体磁珠使用在高频下具有高损耗的铁氧体材料,因此高频范围内的主要特性是电阻分量(R)。电抗成分不伴有损耗,但电阻成分是。这意味着,与常规电感相比,片状铁氧体磁珠具有更好的吸收噪声能量的特性。

 

二、可以选择阻抗曲线以适应预期的应用

 

芯片铁氧体磁珠通常通过100MHz频率的阻抗值标准化。但是,可以使用具有相同阻抗值的多种产品。这是为了能够选择阻抗曲线的锐度。

 

4显示了曲线变化的示例。BLM18AG601SN1BLM18BD601SN1都是芯片铁氧体磁珠,在100 MHz时阻抗值为600Ω,但图4显示BLM18BD601SN1具有更尖锐的阻抗曲线,而BLM18AG601SN1具有更缓和上升的曲线。

 

对于阻抗曲线平缓上升的类型,阻抗在较低频率水平开始增加,因此可以在从极低频率到高频率的宽频带上抑制噪声。但是,如果信号频率相对较高,则该频率也可能衰减。相反,对于阻抗曲线急剧上升的类型,阻抗仅在高频范围内增加,因此即使使用具有相对高频率的信号,也可以在不影响信号的情况下抑制噪声。因此,在选择片状铁氧体磁珠时,要考虑抑制噪声的信号频率和频率是很重要的。

 

 

三、通过改变内部结构来改善高频阻抗

3显示了片状铁氧体磁珠的阻抗频率特性,该图显示400-500 MHz频率区域形成阻抗值开始下降的边界。这是由于芯片铁氧体磁珠结构的影响。作为基本规则,随着频率上升,电感器的阻抗继续增加。然而,常规的片状铁氧体磁珠在其内部具有卷绕开始(入口)靠近绕组端(出口)的区域,如图5所示。在这样的区域中,静电耦合(极小电容器出现的状态)因为高频电流通过它而发生,并且电感器的阻抗影响较小。在静电耦合区域,随着频率的增加,电流趋于更容易通过,因此频率越高。

 

为了解决这个问题,必须改变绕组开始和绕组端部靠近在一起的结构。图6示出了芯片铁氧体磁珠的一个例子,其内部结构已经改变以改善高频特性。然而,在常规的片状铁氧体磁珠中,线圈图案的轴线垂直延伸(所谓的垂直绕组),具有改善的高频特性的片状铁氧体磁珠的线圈图案的轴线水平延伸。结果,通过在线圈绕组开始和绕组端之间放置一些距离,阻抗开始下降的频率显着增加。

 

芯片铁氧体磁珠有许多其他变体 - 例如,一些支持高电流,而另一些则具有紧凑的尺寸 - 这种多样性使用户能够选择最适合手头应用的那些。

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