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EMC利器--磁珠的前世今生

 Esniper 2018-07-17

1.
什么是磁珠?

磁珠(magnetic bead)是一种被动元件,有时也称为磁环、EMI滤波器、铁芯等,是一种特别的扼流圈,其成份多半为铁氧体,专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,具有吸收静电脉冲的能力。

磁珠,作为一种阻抗随频率变化的电阻器,在低频情况下,阻抗较低,随着频率的增加,阻抗逐渐增大并开始呈现出电阻功能。当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电流在其中以热量形式散发,属于吸收式滤波。

磁珠主要用于吸收超高频信号,像一些RF电路、PLL、振荡电路、含超高频存储器电路都需要在电源输入部分加磁珠,磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联。


2.磁珠型号中的字母数字各代表什么意思?

HH-1H3216-500为例,其型号各字段含义依次为:

HH是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB系列;

1表示一个组件封装了一个磁珠,若为4则是并排封装四个的;

H表示组成物质,HCM为中频应用(50200MHz),T低频应用(50MHz),S高频应用(200MHz);

3216封装尺寸,长3.2mm,宽1.6mm,即1206封装;

500阻抗(一般为100MHz时),50ohm。一般标注的都是100MHz时的阻抗。

 

3.磁珠的主要参数有哪些?

磁珠参数主要包括:初始磁通量(U)、居里温度和工作频率。

磁通量(U)U的磁饱合度低,即磁珠在低频能够承受最大的电流越大,感抗随电流变化而呈容抗。磁珠发热也就是讲磁芯损耗太大,把功率转化为热能,而没有转化为磁能,把能量消耗掉了。

居里温度:一般磁环居里温度110,达到这一温度以后立刻失去磁性,有如空气介质一般;恢复室温以后,磁性能发生了永久性改变,磁导率降低了10%

工作频率:每种磁芯的材料决定了它最佳的工作频率,因此必须根据具体的频率来选择磁芯的材料。低工作频率的磁环强行工作在高频率下,会有很大的损耗和发热,当磁环发热超过居里温度时,电气性能发生突变,也就不能正常工作了。

 

4.磁珠选型的注意事项有哪些?

1)了解需要抑制的噪声频段范围,根据频段和磁珠的阻抗频率曲线选择合适的磁珠。如果问题出在200MHz,则选择一颗在200MHz阻抗较大的磁珠。


2)明确电磁干扰源及位置。

3)明确回路的源阻抗和负载阻抗。

4)了解线路通过的直流电流多大,选择合适额定电流的磁珠产品。

5)一般BCI失效中应用较多。

6)考虑信号本身的质量,比如一些高频信号就不太适合于用磁珠,使用不当可能会影响信号的质量,适得其反。

 

5. 磁珠和电感的区别有哪些?

电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号。电感是用在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


6.笔者心得

在我的印象中,磁珠是解决BCI问题的利器,特别是LIN通讯如果BCI没过,电容又不能太大时,加磁珠包治百病。有人说,CAN呢,CAN不是还有choke。但是要是2a5b这样的大pulse想用磁珠解决,那就是痴人做梦了。切记磁珠只能解决高频的问题。也有人说了不是可以用磁环吗?一看就是没有在汽车电子混的经验,磁环那么大那么贵,你家的PJM会让你用啊,再说线束上串个大磁环,是不是太土豪了,再说振动能过吗?晃荡晃荡当铃铛么。不过磁环用来排查问题倒是不错。今日唠叨到此结束,想要更多交流请留言或者评论。F2F也是极好的。


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