pcb设计之磁珠的使用选择

time : 2019-03-07 15:31       作者:凡亿pcb

pcb设计中是运用贴片磁珠还是运用贴片电感主要取决于应用场景。如:在谐振电路中需求运用贴片电感;在消弭不需求的EMI噪声时,运用贴片磁珠则是pcb设计最佳的选择。
1、pcb设计中磁珠的单位是欧姆,而不是亨特,这一点要特别留意。由于磁珠的单位是依照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。磁珠的 DATASHEET上普通会提供频率和阻抗的特性曲线图,普通以100MHz为规范,比方1000R 100MHz,意义就是在100MHz频率的时分磁 珠的阻抗相当于600欧姆。
2、普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成的,它在pcb设计线路中的作用是将阻带频率反射回信号源,所以这类滤波器又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时,就会有一局部能量被反射回信号源,形成干扰电平的加强。pcb设计为处理这一弊病,可在滤波器的进线上运用铁氧体磁环或磁珠套,应用滋环或磁珠对高频信号的涡流损耗,把高频成分转化为热损耗。因而磁环和磁珠实践上对高频成分起吸收作用,所以有时也称之为吸收滤波器。
不同的铁氧体抑止元件,有不同的最佳抑止频率范围。pcb设计中通常磁导率越高,抑止的频率就越低。此外,铁氧体的体积越大,抑止效果越好。网上某些大牛研讨发现:在体积一定时,长而细的外形比短而粗的抑止效果好,内径越小抑止效果也越好。但在有直流或交流偏流的状况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑止元件横截面越大,越不易饱和,可接受的偏流越大。EMI吸收磁环/磁珠抑止差模干扰时,经过它的电流值正比于其体积,两者失调形成饱和,降低了元件性能;抑止共模干扰时,将电源的两根线(正负)同时穿过一个磁环,有效信号为差模信号,EMI吸收磁环/磁珠对其没有任何影响,而关于共模信号则会表现出较大的电感量。磁环的运用中还有 一个较好的办法是让穿过的磁环的导线重复绕几下,以增加电感量。能够依据它对电磁干扰的抑止原理,合理运用它的抑止作用。
铁氧体抑止元件应当装置在靠近干扰源的中央。pcb设计关于输入/输出电路,应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。对铁氧体磁环和磁珠构成的吸收滤波器, 除了应选用高磁导率的有耗资料外,还要留意它的应用场所。它们在pcb设计线路中对高频成分所呈现的电阻大约是十至几百ω,因而它在高阻抗电路中的作用并不明显,相反,在低阻抗电路(如功率分配、电源或射频电路)中运用将十分有效。
由于铁氧体能够衰减较高频同时让较低频简直无障碍地经过,故在EMI控制中得到了普遍地应用。用于EMI吸收的磁环/磁珠可制成各种的外形,普遍应用于各种场所。如在PCB板上,可加在DC/DC模块、数据线、电源线等处。它吸收所在线路上高频干扰信号,但却不会在pcb设计系统中产生新的零极点,不会毁坏系统的稳定性。它与电源滤波器配合运用,可很好的补充滤波器高频端性能的缺乏,改善系统中滤波特性 。
磁珠专用于抑止信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的才能。
磁珠是用来吸收超高频信号,像一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需求在电源输入局部加磁珠,而电感是一种蓄能元件,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越错 50MHZ。
pcb设计
磁珠的功用主要是消弭存在于传输线构造(电路)中的RF噪声,RF能量是叠加在直传播输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需求的有用信号,而射频 RF能 量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消弭这些不需求的信号能量,运用贴片磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号经过, 而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上,但是,低频信号也会遭到贴片磁珠的影响。
贴片磁珠由软磁铁氧体资料组成,构成高体积电阻率的独石构造。涡流损耗同铁氧体资料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。
运用贴片磁珠的益处:小型化和轻量化在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消弭传输线中的电磁干扰。闭合磁路构造,更好地消弭信号的串绕。极好的磁屏蔽构造, 降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。显著的高频特性和阻抗特性(更好的消弭RF能量)。在高频放大电路中消弭寄生振荡。有效的工作在几个MHz 到几百MHz的频率范围内。
pcb设计中要正确选择磁珠比拟中心的几点倡议:
一、不需求的信号的频率范围为几
二、噪声源是谁
三、能否有空间在PCB板上放置磁珠
四、需求多大的噪声衰减
五、环境条件是什么(温度,直流电压,构造强度)
六、电路和负载阻抗是几
前三条经过察看厂家提供的阻抗频率曲线就能够判别。pcb设计在阻抗曲线中三条曲线都十分重要,即电阻,感抗和总阻抗。总阻抗经过 ZR22πfL()2+:=fL来 描绘。经过这一曲线,选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。 贴片磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会遭到影响,另外,假如工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会遭到不利的影响。
pcb设计中贴片磁珠和贴片电感的应用场所:
贴片电感:射频(RF)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车,蜂窝电话,寻呼机,音频设备,PDAs(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等。
贴片磁珠:时钟发作电路,模仿电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部衔接器(比方串口,并口,键盘,鼠标,长途电信,本地局域网),射频 (RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,机,录像机(VCRS),电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。