磁珠与电感和电容口诀有什么区别?高频时磁珠怎么滤波?

我们知道电感和磁珠在功能上的主要区别在于:电感是储能元件而磁珠是耗能元件。那凭啥磁珠是耗能元件呢?它们在结构或工作原理上有很大的差别么?还有磁珠它有电感吗?我们带着这几个疑问,来看下外形相差不大的:叠层片式电感器和磁珠的差别。1,叠层片式电感器MLCI(MultiLayer Chip Inductor):用铁氧体浆料(软磁铁氧体陶瓷)和导体浆料交替印刷、叠层、烧结,形成闭合磁路;MLCI采用了厚膜多层钝化技术和叠层生产工艺,实现了超小型表面安装(制造工艺同MLCC类似)。具体结构如下图所示,叠层片式电感一般尺寸小、便于安装和电路小型化,所以在单板电源滤波电路中应用非常广泛。——其中铁氧体是Fe2O3、NiO、ZnO、CuO等多种氧化物构成陶瓷材料,经烧结的铁氧体硬度高,磁导率高,电阻率高;铁氧体电感器中氧化物比例不同,可获得磁导率不同,使用磁导率不同的铁氧体制成形状尺寸、工作频段不同的电感器,在不同频段并保持较低的能量损耗。叠层片式电感器的特点:具有良好的磁屏蔽性,烧结密度高,可靠性高,耐热好,可焊性好,机械强度好;——线圈绕组被封闭在磁体内部,构成封闭磁环回路,所以磁场泄露很小。合格率低,成本高,电感量较小,Q值较低。2,叠层片式磁珠MLCB(MultiLayer Chip Bead):叠层片式磁珠是叠层片式电感器的一种,其制作工艺和片感完全相同;主要用于消除存在于传输线路中的高频噪声。磁珠主要原料为铁氧体,高频噪声电流在铁氧体磁芯上产生的高速变化的交变磁场,并在磁芯中产生非常大的涡流损耗。——磁珠铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料,高频损耗非常大,具有很高的磁导率,会因通过电流过大而磁芯产生磁饱和,从而磁导率急剧下降,线圈绕组之间在高频情况下产生的电容最小。磁珠工作原理如下图所示:导线中的高频交变电流(高频噪声)产生了变化的磁场,同时变化的磁场又会产生涡流电场(电场与磁场垂直),如果磁芯的电阻较小,那么P = /R,就会产生较大的涡流损耗,从而将特定频段的噪声以热能的形式释放掉。磁珠和电感器在结构上没有本质性的不同,从抑制干扰的机理(不同频率)来说,两者明显是不同的:电感是将干扰反射回干扰源,磁珠是将特定频率信号干扰吸收(发热消耗)掉。内部结构如下图所示。其制造工艺和机械性能与陶瓷电容相似,颜色为灰黑色。——如下左图等效电路所示:磁珠在低频段并非是电阻,会呈现电感特性,所以在磁珠和电容组成的型滤波设计中,需注意避免产生LC振荡。3,叠层片式电感器与磁珠的对比磁珠就器件结构本质来说也是电感器的一种,只是所使用的磁芯材料与电感器有所不同;磁珠更加侧重于对某一频段噪声的吸收,所以磁珠就其功能来说是耗能元件,更类似于电阻器。电感器重点关注的参数是:电感量(L),品质因数(Q),自谐振频率(SRF);而磁珠关注的参数是:阻抗(Z),电抗(XL),电阻(R)。电感器和磁珠随频率的参数变化,如下图所示。——对于电感器来说:Q值随着频率的增加而增加,直到自谐振频率点(SRF)时Q = 0,与上章电感器原理分析章节一致;但对磁珠来说:其感抗先随频率的增加而增加,但达到一定频率后(例如>50MHz)由于涡流损耗的增加,表现出来的阻性占到主要作用,所以磁珠应用与电路噪声频段强相关。叠层片式电感器和磁珠的对比差别如下:电感器的单位是亨特(H),磁珠的单位是欧姆(ohm);——假如以100MHz 为标准,比如磁珠标称:600Ω@100MHz,意思就是在100MHz 频率的时候磁珠的阻抗相当于600Ω。电感器是储能元件,磁珠是能消耗(涡流损耗)元件;电感器在高频段呈高感抗特性(XL = jωL,反射高频信号),低频段呈低阻性(DCR);磁珠在高频段(>50MHz)呈高阻性,在低频呈低感抗特性;电感器多用于电源滤波回路,侧重于抑止CE(<30MHz)干扰;磁珠多用于电源以及信号回路高频噪声抑制,主要用于RE(>30MHz)的抑制。——电感器用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz;磁珠用来吸收超高频信号。4,叠层片式电感器与绕线片式电感器特点对比绕线片式电感器如下右图所示,我们看到其内部是:磁芯+线圈绕组的结构,外部通过塑料外壳保护或直接裸露;可以看到绕线片式电感器的磁路是不闭合的,但其寄生电容小,Q值高,稳定性好,常应用于中高频电路。——如上章所述,所谓闭磁路指的是整个闭合磁路都由磁性材料组成,环形磁芯就是典型的闭磁路;开磁路指的是磁路中有明显的空气间隙,简称气隙(如U型磁芯);闭磁路磁阻很小,B-H磁化曲线非线性比较明显;开磁路(气隙磁芯)磁阻较大,但是磁化曲线线性比较好。~如果你喜欢这篇文章,欢迎关注、点赞、收藏和转发,谢谢^_^~}

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