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磁珠应用
Presenter: yzwang
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磁珠应用
磁珠定义
磁珠结构
磁珠基本工艺制程
磁珠电性能参数
磁珠仿真分析模型
磁珠选型注意事项
磁珠选型案例
磁珠应用范围
磁珠和电感的比较
磁珠供应商信息
磁珠定义
磁珠全称铁氧体磁珠,Ferrite Bead,简写
FB。磁珠的单位是欧姆,磁珠是按照某一频率的
阻抗来标称,阻抗单位欧姆。磁珠 DATASHEET一
般提供频率和阻抗特性曲线图,如******@100MHz,
意思是在100MHz频率磁珠的阻抗600Ω。
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,制造工
艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。该材
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。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。磁珠从封装形式上分为片式
磁珠和插装磁珠,一般多用片式磁珠。
磁珠工作原理
磁珠是一种电感,高频时可以看成一种阻抗随着频率变化的电阻器
低频时,阻抗主要由电感感抗构成,磁芯的磁导率较高,电感量较大,电感起主要作用,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、高品质因素Q特性的电感,这种电感特性容易引成谐振,因此在低频段时可能会出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象
随着频率增加,磁芯的磁导率降低,导致电感的电感量减小,感抗成分减小;磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导致总的阻抗增加并显示出电阻功能
铁氧体磁珠的工作原理是通过阻抗吸收并发热的形式将不需要频段的能量耗散掉。
Z=R+jX Z 阻抗
R 电阻 X 电抗
磁珠发展历史
磁珠结构
内部结构
X射线
磁珠基本工艺制程
片式磁珠由就是一个叠层型片式电感器,是
由铁氧体磁性材料与导体线圈组成的叠层型高体
积电阻率独石结构。
磁珠电性能参数
Z(阻抗):
磁珠的阻抗指在电流下所有阻抗的总和,包括交流与直流部分。阻抗的直流部分仅仅是绕组的直流电阻,交流部分包括电感感抗。集肤效应和磁芯损耗同样会使阻抗值增大。
DCR(直流电阻):
磁珠的直流电阻指在无交流信号下测得的电阻。在电感设计中,都要求直流电阻尽可能的小。其度量单位是欧姆,通常标称为最大值。
IDC(额定电流):
额定电流表征了通过磁珠的直流电流的强度。对于磁珠,额定电流以产品随外加电流在最大的额定环境温度下的最大表面温升来定义。额定电流取决于线圈损耗的减弱能力和线圈损耗的耗散能力,而降低线圈损耗可以通过小直流电阻实现。因此,提高额定电流可以通过减小直流电阻或者增大产品尺寸来实现。一般实际使用时会考虑降额使用,一般至少降额80% ,推荐降额50%以下。
磁珠特性(封装影响)
Part Number / Size(All 600 Ohm chip beads)
Z(Ω)
Z(Ω)
Z(Ω)
***@100MHz
***@500MHz
***@1GHz
Zero Bias
100 mA
Zero Bias
100 mA
Zero Bias
100 mA
1206C601R       1206size
600
550
220
220
105
120
0805E601R       0805size
600
380
304
250
151
120
0603C601R      0603size
600
300
330
420
171
200
0402A601R      0402size
600
175
644
600
399
500
阻抗值为******@100MHz封装不同的磁珠分别工作在0A,100mA偏置电流及在100MHz,500MHz和1GHz工作频率下的阻抗值。
低频100MHz阻抗值:1206尺寸600Ω(0A)550Ω(100mA)
0402尺寸600Ω(0A)175Ω(100mA)
高频1GHz阻抗值:1206尺寸600Ω***@100MHz(0A)105Ω(0A)
0402尺寸 600Ω***@100MHz(0A)399Ω(0A)
低频大偏置电流应用,推荐选择较大尺寸磁珠。
高频应用中,推荐选择小尺寸的磁珠。
磁珠特性(信号影响)
磁珠A、B阻抗峰值都在100MHz和200MHz之间,A曲线平坦,B比较陡峭。
将磁珠放在20MHz信号线上,测试信号影响。
信号失真:A>B
EMI全频段效果:A>B
A适合电源线,B适合信号线。B应用于信号线在尽量保持信号完整性的情况下,尽可能只对EMI频率附近的噪声产生最大的衰减。