磁珠的原理及应用

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上传日期: 2008-07-30

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标签:磁珠(58)

由于电磁兼容的迫切要求,电磁干扰(EMI)抑制元件获得了广泛的应用。然而实际应用中的电磁兼容问题十分复杂,单单依靠理论知识是完全不够的,它更依赖于广大电子工程师的实际经验。为了更好地解决电子产品的电磁兼容性这一问题,还要考虑接地、 电路与PCB板设计、电缆设计、屏蔽设计等问题[1][2]。本文通过介绍磁珠的基本原理和特性来说明它在开关电源电磁兼容设计中的重要性与应用,以期为设计者在设计新产品时提供必要的参考。

  磁珠及其工作原理

  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,它可以使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。铁氧体材料通常应用于高频情况,因为在低频时它们主要呈现电感特性,使得损耗很小。在高频情况下,它们主要呈现电抗特性并且随频率改变。实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高 频衰减器使用的。实际上,铁氧体可以较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由它的电阻特性决定的。

  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。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,如图1所示,电感L和电阻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。

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