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磁珠選型重要嗎?


先看下磁珠選型現(xiàn)狀:磁珠用得最多的地方,應(yīng)該是串聯(lián)在電源上面,用于電源濾波。只要保證額定電流,DCR引起的壓降滿足要求,再大致看下100Mhz時的阻抗,基本上就可以了,然后在公司物料庫里面挑一個,盡量不用新物料。


如果按照上述方式,確實比較簡單,也沒什么重要的。這樣也無可厚非,我就是這么干的,我估計大多數(shù)人也是這樣的吧。絕大多數(shù)情況,這樣也不會出現(xiàn)什么問題。但是有時會出現(xiàn)噪聲惡化,輻射超標這些問題,這個時候就是體現(xiàn)實力,體現(xiàn)對磁珠的理解上面了,需要對磁珠重新選擇。


只有對一個東西有了足夠的了解,才能對出現(xiàn)的各種情況進行分析解釋。下面介紹下磁珠的基本參數(shù)的理解,來幫助我們選型。




上圖是TDK的磁珠手冊,可以看到磁珠主要參數(shù)包含3個:


直流電阻DCR



阻抗(100Mhz


額定電流



直流導(dǎo)通電阻DCR


這個參數(shù)最簡單,常用的片式磁珠也像電感一樣,是有線圈的,因此存在導(dǎo)線電阻。這個導(dǎo)線電阻與線圈的多少有關(guān)系,而線圈的多少與100Mhz時的阻抗大小也是成正比的。所以一般標稱阻抗大的,磁珠的DCR也大,于是導(dǎo)致過流能力也小。


那么DCR如何選呢?


如果是用在電源上面,那么需要看壓降大小。一般來說,磁珠的DCR是零點幾個歐姆,或者更小。電流太大的話,經(jīng)過磁珠的壓降比較大,所以需要看經(jīng)過磁珠之后的供電電壓是否足夠。


比如對于3.3V/1A電源,要求3.3V不能低于3.1V,那么磁珠的直流電阻DCR就應(yīng)該小于0.5R((3.3V-3.1V/1A),留點裕量,選擇0.3R以下的。


如果是用在信號線上面,電流通常很小,DCR那就無所謂了,都能滿足要求。



額定電流


磁珠都有額定電流,正常使用時,電流不能超過額定電流,否則可能會燒壞。


磁珠的額定電流是溫升電流,一般指自我溫升不超過20-40的電流,不同的廠家標注會有些差異。



阻抗


磁珠的標稱阻抗都是100Mhz情況下的,實際上并不能反映其全貌,但也能反映其一些特點。同一系列磁珠一般標稱阻抗更大的,額定電流會更小,直流導(dǎo)通電阻要更大,因為磁珠內(nèi)部的線圈更長。



如果想要看到其全頻帶的阻抗,那就要去看具體磁珠的阻抗-頻率曲線了,包含ZX,R。Z表示總的阻抗,R表示電阻,X表示感抗。



即使是阻抗標稱相同的磁珠,差異也是會比較大的,因為有的“矮胖”,有的瘦高。



如上圖兩種磁珠,標稱阻抗都是120Ω,但是曲線差異很大。一般選型分為兩種情況,電源上用還是信號線上用。


電源上用:選用藍色的,矮胖型,更為平滑,整個頻帶都有一定的阻抗,濾波效果更好。


信號線上用:選綠色,瘦高型,因為我們需要保證有用信號通過,而去掉其高次諧波,瘦高型更好。假如有用信號為10Mhz,圖中瘦高型磁珠阻抗是11歐姆,而那個矮胖型的是25Ω,那么瘦高型對有用信號10Mhz影響更小。而在高頻,大于100Mhz以后,瘦高型阻抗更大,對不需要的高次諧波衰減更好,因此,信號線上使用瘦高型的磁珠更好。



電流對磁珠的影響


廠家提供的磁珠阻抗頻率曲線,一般是在很小偏置電流下測得的。而電流對磁珠的阻抗影響很大,在通過大電流時,這一點需要特別注意


隨著偏置電流的增大,磁性材料會出現(xiàn)飽和的特性,導(dǎo)致L降低,從而導(dǎo)致工作區(qū)域的偏移。這就會影響到噪聲的抑制效果。如下圖,隨著電流的增大(都在額定電流范圍內(nèi)),磁珠的阻抗頻率曲線變化還是相當大的。



通常電感我們還會關(guān)注飽和電流,即不能讓磁芯飽和。而磁珠的額定電流僅僅指的是溫升電流,其實際的飽和電流比溫升電流小得多,這就造成盡管我們在額定電流范圍內(nèi)使用,但因為磁珠磁芯慢慢飽和,阻抗頻率曲線發(fā)生較大的變化。



小結(jié)


1、磁珠選型需要關(guān)注DCR,額定電流,阻抗頻率曲線


2、電流會造成磁珠的阻抗頻率曲線變化很大


End




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