在成品电路板上,我们会看到一些导线或元件的引脚上套有黑色的小磁环,这就是本文要介绍的磁珠。磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器(另有一种是非晶合金磁性材料制作的磁珠),是一种抗干扰元件,滤除高频噪声效果显著。
铁氧体材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容较小。当磁珠中有电流穿过时,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的衰减。
对于抑制电磁干扰用的铁氧体,较重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密菳s。它的等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个元件的值都与磁珠的长度成比例。当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗是随着频率的升高而增加。高频电流在其中以热量形式散发。
铁氧体磁珠广泛应用于印制电路板,如在印制板的电源线入口端套上磁珠(较大的磁环),就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠**于抑制信号摺⒌缭聪呱系母咂蹈扇藕图夥甯扇牛簿哂形站驳绶诺缏龀甯扇诺哪芰Α?nbsp; 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,侧重于抑制传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI(电磁兼容)方面。磁珠用来吸收**高频信号,例如在一些RF电路、PLL、振荡电路、含**高频存储器电路等,都需要在电源输入部分加磁珠。
为什么要设置抗干扰磁环?电脑机箱内的主板、CPU、电源、及IDE数据线都工作于很高的频率状态下,所以导致机箱里存在着大量的空间杂散电磁干扰信号,而信号强度也是机箱外的数倍至数十倍!没有磁环的USB线在这个空间内没有采取屏蔽措施,那么这些USB线就成了很好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高频信号,而这些信号叠加在本来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号,容易出现问题。
为了提高传输速率及稳定性,也为了减小传输线在传送数据时对其他设备,如声卡的干扰,设计了静电屏蔽层,这个屏蔽层是由一个较薄的金属箔片或者是多股细铜丝编织成网状做成,磁环应用的是静电场的表面效应原理,也就是将数据传送线的外表面包上一层金属膜,并将这个屏蔽层与机箱进行接地,就可以很好地将数据线与空间干扰信号隔离!
进入21世纪,中国的粘结永磁铁氧体增长速度加快,现在产量达5万吨,除原来传统的各向同性粘结永磁铁氧体,如电冰箱门封磁条和显像管调焦磁环片增长外,各向异性粘结永磁铁氧体,如微电机用的磁体和薄纸广告贴片磁体增长幅度加大。现在,各向同性磁环占粘结永磁铁氧体磁体的60%,其磁能积在0.7~1.0MGOe,各向异性磁体占40%,其磁能积在1.4~1.6MGOe,主要用于各种类型的微电机。
现在软磁铁氧体产品,高技术领域应用占22%,如数字通信、电磁兼容(EMC)、射频宽带、抗电磁干扰(EMI)、高清显示、汽车电子。传统中低档产品领域应用占78%,如电视机、电源适配器、电子镇流器、普通开关电源变压器、天线棒。
目前中国钕铁硼磁体应用情况如下,高技术产品领域的应用占37%,如核磁共振成像仪(MRI)、手机振动、硬盘驱动器音圈(VCM)、光盘(DVD、CD-ROM)驱动器主轴、电动工具、电动车。传统中低档产品领域的应用占63%,如音响器件、磁吸附器件、磁选器、磁化器。