(14)铁氧体抗干扰磁芯的应用(25页)
铁氧体磁芯作用
铁氧体磁芯作用铁氧体磁芯是一种常见的电子元器件,它具有优异的磁性能和电学性能,被广泛应用于电子设备中。
本文将从铁氧体磁芯的基本原理、应用领域和未来发展等方面进行探讨。
一、铁氧体磁芯的基本原理铁氧体磁芯是一种由铁氧体材料制成的磁性元器件,它的基本原理是利用铁氧体材料的磁性特性来实现信号的传输和处理。
铁氧体材料是一种具有铁磁性的氧化物,它的晶格结构中含有大量的铁离子和氧离子,这些离子之间的相互作用导致了铁氧体材料的磁性。
铁氧体磁芯的工作原理是利用磁场对铁氧体材料的磁性特性进行控制。
当外加磁场作用于铁氧体磁芯时,铁氧体材料中的磁矩会发生旋转,从而改变磁芯的磁性状态。
这种磁性状态的改变可以被用来实现信号的传输和处理。
二、铁氧体磁芯的应用领域铁氧体磁芯具有优异的磁性能和电学性能,被广泛应用于电子设备中。
以下是铁氧体磁芯的几个主要应用领域:1. 通信领域铁氧体磁芯在通信领域中被广泛应用,主要用于实现信号的传输和处理。
例如,在调制解调器中,铁氧体磁芯可以用来实现信号的滤波和放大,从而提高通信质量。
2. 电源领域铁氧体磁芯在电源领域中也有广泛的应用。
例如,在开关电源中,铁氧体磁芯可以用来实现电流的变换和滤波,从而提高电源的效率和稳定性。
3. 汽车电子领域铁氧体磁芯在汽车电子领域中也有应用。
例如,在汽车点火系统中,铁氧体磁芯可以用来实现点火信号的传输和处理,从而提高发动机的性能和可靠性。
4. 其他领域除了以上几个领域,铁氧体磁芯还可以应用于电子计算机、医疗设备、航空航天等领域。
在这些领域中,铁氧体磁芯可以用来实现信号的传输、处理和存储,从而提高设备的性能和可靠性。
三、铁氧体磁芯的未来发展随着电子技术的不断发展,铁氧体磁芯也在不断地发展和改进。
以下是铁氧体磁芯未来发展的几个趋势:1. 高频化随着通信技术的不断发展,越来越多的通信设备需要在高频范围内工作。
因此,铁氧体磁芯也需要向高频化方向发展,以满足高频通信设备的需求。
铁氧体抗干扰磁心在电子设备EMC设计中的应用
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E)铁氧体抗干扰磁芯的应用(26页)
铁氧体磁芯的等效电路见图中所示,若磁芯使用前后在ZL 上的电压分别为E1和E2,则磁芯对干扰的衰减作用为 A=20lg(E1/E2)=20lg(ZS+Z+ZL)/(ZS+ZL) 此式表明,信号源内阻ZS与负载阻抗ZL之和越小,而铁氧 体磁芯的等效阻抗Z 越大,则铁氧体磁芯对高频干扰的抑 制作用越好。
2008-3-30
QIANZHENYU
5
3 铁氧体抗干扰磁芯的应用范围 不同的铁氧体材料有不同的最佳抑制频率范围,它与磁导 率有关。材料的磁导率越高,最佳衰减频率就越低;相 反,材料的磁导率越低,衰减频率就越高。所以锰锌铁氧 体比较适合于用在低频(例如30MHz或更低频率)的场 合 ; 而 镍 锌 铁 氧 体 比 较 适 用 在 高 频 ( 例 如 2 5 MHz~ 200MHz,或更高频率)的场合。 在有直流或低频交流电流偏流的情况,要考虑到抑制性能 的下降和饱和现象,应尽量用磁导率低的材料。
铁氧体抗干扰磁芯的应用
钱振宇
2008-3-30 QIANZHENYU 1
1 概述 铁氧体抗干扰磁芯是近年来发展起来的新型干扰抑制器 件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线、信 号线和连接器的射频干扰抑制问题,而且具有使用简单、 方便、有效(使用时只要把铁氧体磁芯套在被保护线路 上,无需接地,利用铁氧体磁芯所对高频干扰所反映出来 的阻抗,使高频干扰得到有效抑制)、占用空间不大及价 格便宜等一系列优点,被获得了广泛的应用。
2008-3-30 QIANZHENYU 10
表面贴装用磁珠 型号 A (mm) B (mm) C (mm) 阻抗(Ω) 25MHz 100MHz 33 70 68 45 94 100
铁氧体磁珠的原理及应用
铁氧体磁珠的原理及应用
1 铁氧体磁珠电磁干扰抑制元件
铁氧体磁珠是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。
它的切割方块制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。
电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料,许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。
这种材料的特点是高频损耗非常大。
对于抑制电磁干扰用的铁氧体磁珠,最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。
磁导率μ可以表示为复数,实数部分构成电感,虚数部分代表损耗,随着频率的增加而增加。
因此,它的等效电路为由电感L和铁氧体磁铁电阻R组成的串联电路,L和R 都是频率的函数。
当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加,但是在不同频率时其机理是完全不同的。
在低频段,阻抗由电感的感抗构成,低频时R很小,磁芯的磁导率较高,因此电感量较大,L起主要作用,电磁干扰被反射而受到抑制;并且这时磁
芯的损耗较小,整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感,这种电感容易造成谐振因此在低频段,有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。
在高频段,阻抗由电阻成分构成,随着频率升高,磁芯的磁导率降低,导致电感的电感量减小,感抗成分减小但是,这时磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导致总的阻抗增加,当高频信号通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转。
EMC 磁环的工作原理及应用
磁环的工作原理及应用铁氧体抗干扰磁心特性铁氧体抗干扰磁心是近几年发展起来的新型的价廉物美的干扰抑制器件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
铁氧体是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000℃烧聚而成,在低频段,铁氧体抗干扰磁心呈现出非常低的感性阻抗值,不影响数据线或信号线上有用信号的传输。
而在高频段,从10MHz左右开始,阻抗增大,其感抗分量仍保持很小,电阻性分量却迅速增加,当有高频能量穿过磁性材料时,电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。
这样就构成一个低通滤波器,使高频噪音信号有大的衰减,而对低频有用信号的阻抗可以忽略,不影响电路的正常工作。
EMI 吸收环 / 珠是一种用铁氧体制成的元件,是一种吸收损耗型元件。
其特性表现为:吸收高频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉,从而达到抑制高频干扰信号沿导线传输的目的,其等效阻抗中电阻值分量是频率的函数,随着频率而变化。
EMI 吸收环 / 珠有效频段为 2 1000MHz ,性能最佳频段则为 5 200MHz ,在此频段吸收阻抗维持为一个常数。
EMI 吸收环 / 珠选择时要注意:通过电流大小正比于元件体积,两者失调,易造成饱和,降低元件性能,避免饱和的有效方法是将电源的两根线(正、负或火、地)同时穿过一个磁环。
磁环在使用中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复串几下,一来可提高穿过环的面积,增加等效吸收长度,二来充分利用磁环具有磁滞特点,改善低端特性。
它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
其电磁性能与添加金属成分以及烧结过程中的时间,温度与气体成分有关。
分装式磁环,要尽可能选用内径较小的,长度较长的磁环,同时,磁环一定要紧紧包住电缆,即磁环的内径尺寸要与电缆的外径尺寸紧密配合。
EMC 磁环的工作原理及应用
磁环的工作原理及应用铁氧体抗干扰磁心特性铁氧体抗干扰磁心是近几年发展起来的新型的价廉物美的干扰抑制器件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
铁氧体是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000℃烧聚而成,在低频段,铁氧体抗干扰磁心呈现出非常低的感性阻抗值,不影响数据线或信号线上有用信号的传输。
而在高频段,从10MHz左右开始,阻抗增大,其感抗分量仍保持很小,电阻性分量却迅速增加,当有高频能量穿过磁性材料时,电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。
这样就构成一个低通滤波器,使高频噪音信号有大的衰减,而对低频有用信号的阻抗可以忽略,不影响电路的正常工作。
EMI 吸收环 / 珠是一种用铁氧体制成的元件,是一种吸收损耗型元件。
其特性表现为:吸收高频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉,从而达到抑制高频干扰信号沿导线传输的目的,其等效阻抗中电阻值分量是频率的函数,随着频率而变化。
EMI 吸收环 / 珠有效频段为 2 1000MHz ,性能最佳频段则为 5 200MHz ,在此频段吸收阻抗维持为一个常数。
EMI 吸收环 / 珠选择时要注意:通过电流大小正比于元件体积,两者失调,易造成饱和,降低元件性能,避免饱和的有效方法是将电源的两根线(正、负或火、地)同时穿过一个磁环。
磁环在使用中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复串几下,一来可提高穿过环的面积,增加等效吸收长度,二来充分利用磁环具有磁滞特点,改善低端特性。
它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
其电磁性能与添加金属成分以及烧结过程中的时间,温度与气体成分有关。
分装式磁环,要尽可能选用内径较小的,长度较长的磁环,同时,磁环一定要紧紧包住电缆,即磁环的内径尺寸要与电缆的外径尺寸紧密配合。
铁氧体抗干扰磁环
铁氧体抗干扰磁环应用
• 在低频段,铁氧体抗干扰磁环呈现出非常低的感 性阻抗值,不影响数据线或信号线上有用信号的 传输。
• 在高频段,从1MHz左右开始,阻抗增大,其感抗 分量仍保持很小,电阻性分量却迅速增加,当有 高频能量穿过磁性材料时,电阻性分量就会把这 些能量转化为热能耗散掉。这样就构成一个低通 滤波器,使高频噪音信号有大的衰减,而对低频 有用信号的阻抗可以忽略,不影响电路的正常工 作。
铁氧体抗干扰磁环特性
• 不同的材料铁氧体抗干扰磁环,有不同的最佳
抑制频率范围。通常磁导率越高,抑制的频率就 越低。
• 此外,铁氧体的体积越大,抑制效果越好。在体 积一定时,长而细的形状比短而粗的抑制效果好 ,内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流 偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制 元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流越 大。
谢谢观赏
太仓科翔磁环
铁氧体抗干扰磁环
铁氧体抗干扰磁环概述
• 铁氧体抗干扰磁环是近几年发展起来的新型的价 廉物美的干扰抑制器件,其作用相当于低通滤波 器,较好地解决了电源线,信号线和连接器的高 频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有 效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干 扰磁环来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的 方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电 子设备。
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
那么什么是铁氧体呢?如何选择,怎样使用铁氧体元件呢?这篇文章将对这些问题作一简要介绍。
一、什么是铁氧体抑制元件铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
但颜色为黑灰色,故又称黑磁或磁性瓷。
铁氧体的分子结构为MO·Fe2O3,其中MO为金属氧化物,通常是MnO或ZnO。
衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率μ,饱和磁通密度Bs,剩磁Br和矫顽力Hc等。
对于抑制用铁氧体材料,磁导率μ和饱和磁通密度Bs是最重要的磁性参数。
磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率。
μ=△B/△H对于一种磁性材料来说,磁导率不是一个常数,它与磁场的大小、频率的高低有关。
当铁氧体受到一个外磁场H作用时,例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时,铁氧体磁环被磁化。
随着磁场H的增加,磁通密度B增加。
当磁场H场加到一定值时,B值趋于平稳。
这时称作饱和。
对于软磁材料,饱和磁场H只有十分之几到几个奥斯特。
随着饱和的接近,铁氧体的磁导率迅速下降并接近于空气图1 铁氧体的B-H曲线的导磁率(相对磁导率为1)如图1所示。
铁氧体的磁导率可以表示为复数。
实数部分μ'代表无功磁导率,它构成磁性材料的电感。
虚数部分μ"代表损耗,如图2所示。
μ=μ'-jμ"图2 铁氧体的复数磁导率磁导率与频率的关系如图3所示。
在一定的频率范围内μ'值(在某一磁场下的磁导率)保持不变,然后随频率的升高磁导率μ'有一最大值。
频率再增加时,μ'迅速下降。
代表材料损耗的虚数磁导率μ"在低频时数值较小,随着频率增加,材料的损耗增加,μ"增加。
如图3所示,图中tanδ=μ"/μ'图3 铁氧体磁导率与频率的关系图4 铁氧体抑制元件的等效电路(a)和阻抗矢量图(b)二、铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗当铁氧体元件用在交流电路时,铁氧体元件是一个有损耗的电感器,它的等效电路可视为由电感L和损耗电阻R组成的串联电路,如图4所示。
铁氧体铁氧体磁环-铁氧体磁珠在抑制电磁干扰EMI
鐵氧體(鐵氧體磁環-鐵氧體磁珠)在抑制電磁干擾(EMI)中的應用用鐵氧體磁性材料抑制電磁干擾(EMI)是經濟簡便而有效的方法,已廣泛應用於電腦等各種軍用或民用電子設備。
那麼什麼是鐵氧體呢?如何選擇,怎樣使用鐵氧體元件呢?這篇文章將對這些問題作一簡要介紹。
一、什麼是鐵氧體抑制元件鐵氧體是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料,它的製造工藝和機械性能與陶瓷相似。
但顏色為黑灰色,故又稱黑磁或磁性瓷。
鐵氧體的分子結構為MO·Fe2O3,其中MO為金屬氧化物,通常是MnO或ZnO。
衡量鐵氧體磁性材料磁性能的參數有磁導率μ,飽和磁通密度Bs,剩磁Br和矯頑力Hc等。
對於抑制用鐵氧體材料,磁導率μ和飽和磁通密度Bs是最重要的磁性參數。
磁導率定義為磁通密度隨磁場強度的變化率。
μ=△B/△H對於一種磁性材料來說,磁導率率的高低有關。
當鐵氧體受到一個外磁場H作用時,例如當電流流經繞在鐵氧體磁環上的線圈時,鐵氧體磁環圖1 鐵氧體的B-H曲線被磁化。
隨著磁場H的增加,磁通密度B增加。
當磁場H場加到一定值時,B值趨於平穩。
這時稱作飽和。
對於軟磁材料,飽和磁場H只有十分之幾到幾個奧斯特。
隨著飽和的接近,鐵氧體的磁導率迅速下降並接近於空氣的導磁率(相對磁導率為1)如圖1所示。
鐵氧體的磁導率可以表示為複數。
實數部分μ'代表無功磁導率,它構成磁性材料的電感。
虛數部分μ"代表損耗,如圖2所示。
μ=μ'-jμ"圖2 鐵氧體的複數磁導率磁導率與頻率的關係如圖3所示。
在一定的頻率範圍內μ'值(在某一磁場下的磁導率)保持不變,然後隨頻率的升高磁導率μ'有一最大值。
頻率再增加時,μ'迅速下降。
代表材料損耗的虛數磁導率μ"在低頻時數值較小,隨著頻率增加,材料的損耗增加,μ"增加。
如圖3所示,圖中tanδ=μ"/μ'圖3 鐵氧體磁導率與頻率的關係圖4 鐵氧體抑制元件的等效電路(a)和阻抗向量圖(b)二、鐵氧體抑制元件的阻抗和插入損耗當鐵氧體元件用在交流電路時,鐵氧體元件是一個有損耗的電感器,它的等效電路可視為由電感L和損耗電阻R組成的串聯電路,如圖4所示。
EMC 磁环的工作原理及应用
磁环的工作原理及应用铁氧体抗干扰磁心特性铁氧体抗干扰磁心是近几年发展起来的新型的价廉物美的干扰抑制器件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
铁氧体是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000℃烧聚而成,在低频段,铁氧体抗干扰磁心呈现出非常低的感性阻抗值,不影响数据线或信号线上有用信号的传输。
而在高频段,从10MHz左右开始,阻抗增大,其感抗分量仍保持很小,电阻性分量却迅速增加,当有高频能量穿过磁性材料时,电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。
这样就构成一个低通滤波器,使高频噪音信号有大的衰减,而对低频有用信号的阻抗可以忽略,不影响电路的正常工作。
EMI 吸收环 / 珠是一种用铁氧体制成的元件,是一种吸收损耗型元件。
其特性表现为:吸收高频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉,从而达到抑制高频干扰信号沿导线传输的目的,其等效阻抗中电阻值分量是频率的函数,随着频率而变化。
EMI 吸收环 / 珠有效频段为 2 1000MHz ,性能最佳频段则为 5 200MHz ,在此频段吸收阻抗维持为一个常数。
EMI 吸收环 / 珠选择时要注意:通过电流大小正比于元件体积,两者失调,易造成饱和,降低元件性能,避免饱和的有效方法是将电源的两根线(正、负或火、地)同时穿过一个磁环。
磁环在使用中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复串几下,一来可提高穿过环的面积,增加等效吸收长度,二来充分利用磁环具有磁滞特点,改善低端特性。
它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
其电磁性能与添加金属成分以及烧结过程中的时间,温度与气体成分有关。
分装式磁环,要尽可能选用内径较小的,长度较长的磁环,同时,磁环一定要紧紧包住电缆,即磁环的内径尺寸要与电缆的外径尺寸紧密配合。
铁氧体磁性材料的应用
铁氧体磁性材料的应用磁性材料广泛应用于各种领域。
其中一类重要的磁性材料是铁氧体磁性材料。
铁氧体磁性材料是一种具有高磁导率、高饱和磁流密度、良好的化学稳定性和高温稳定性的磁性材料。
铁氧体磁性材料已被广泛应用于电子、通讯、计算机、汽车、医疗、环保等领域。
一、电子领域的应用铁氧体磁性材料在电子领域中被广泛应用,主要用于电感和变压器。
铁氧体磁性材料作为电感材料,具有高的电感系数,能够有效地提高电路中的磁耦合效率和阻抗匹配度,提高电路的转换效率和噪声抑制能力。
同时,铁氧体磁性材料还用于磁存储器,如硬盘驱动器和磁带驱动器。
由于铁氧体磁性材料具有高磁导率,能够实现高密度的数据存储。
二、通讯领域的应用在通讯领域,铁氧体磁性材料被广泛应用于磁性元器件,如磁性耦合器和磁滤波器。
磁耦合器作为一种信号变换器,能够提高通讯电路的转换效率和噪声抑制能力;磁滤波器主要用于信号过滤和抑制干扰,是通讯系统的重要组成部分。
同时,铁氧体磁性材料还用于无线电设备,如天线和微波元器件,由于铁氧体磁性材料具有高温稳定性和微波吸收性能。
三、计算机领域的应用在计算机领域,铁氧体磁性材料被广泛应用于磁性存储器,如磁盘和磁带。
铁氧体磁性材料具有高磁导率和高饱和磁流密度,能够实现高密度数据存储,同时具有高速读写和低功耗的特点。
此外,铁氧体磁性材料还可以用于磁性传感器,如磁阻传感器和霍尔元件,可以实现无接触的测量和控制功能。
四、汽车领域的应用在汽车领域,铁氧体磁性材料被广泛应用于汽车电子和电器领域。
铁氧体磁性材料作为电感材料,可以用于汽车发动机控制系统、变速器控制系统、倒车雷达系统等;作为磁性元件材料,可以用于转向系统、发电机、电动机等。
此外,铁氧体磁性材料还可以用于汽车音响中的扬声器,因为铁氧体磁性材料具有良好的声音传导性能。
五、医疗领域的应用在医疗领域,铁氧体磁性材料被广泛应用于医疗器械和生物医学研究。
铁氧体磁性材料可以用于磁共振成像(MRI)仪器中的超导磁体、磁共振对比剂和靶向药物输送系统等。
磁环的工作原理及应用
磁环的工作原理及应用铁氧体抗干扰磁心特性铁氧体抗干扰磁心是近几年发展起来的新型的价廉物美的干扰抑制器件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(E MI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
铁氧体是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000℃烧聚而成,在低频段,铁氧体抗干扰磁心呈现出非常低的感性阻抗值,不影响数据线或信号线上有用信号的传输。
而在高频段,从10MHz左右开始,阻抗增大,其感抗分量仍保持很小,电阻性分量却迅速增加,当有高频能量穿过磁性材料时,电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。
这样就构成一个低通滤波器,使高频噪音信号有大的衰减,而对低频有用信号的阻抗可以忽略,不影响电路的正常工作。
EMI吸收环/珠是一种用铁氧体制成的元件,是一种吸收损耗型元件。
其特性表现为:吸收高频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉,从而达到抑制高频干扰信号沿导线传输的目的,其等效阻抗中电阻值分量是频率的函数,随着频率而变化。
EM I 吸收环 / 珠有效频段为2 1000MHz,性能最佳频段则为5 200MHz ,在此频段吸收阻抗维持为一个常数。
EMI吸收环/ 珠选择时要注意:通过电流大小正比于元件体积,两者失调,易造成饱和,降低元件性能,避免饱和的有效方法是将电源的两根线(正、负或火、地)同时穿过一个磁环。
磁环在使用中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复串几下,一来可提高穿过环的面积,增加等效吸收长度,二来充分利用磁环具有磁滞特点,改善低端特性。
铁氧体抑制电磁干扰的应用
铁氧体在抑制电磁干扰的应用QC项目《LCD产品EMC测量设计规范》总结铁氧体在抑制电磁干扰的应用QC项目《LCD产品EMC测量设计规范》总结铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料(见图1)。
他的制造工艺和机械性能与陶瓷相同。
但颜色为黑灰色,故又称黑磁性瓷。
铁氧体的分子结构为MO·Fe2O3,其中MO为金属氧化物,通常是氧化锰(MnO)或氧化锌(ZnO)。
在电磁兼容(EMC)应用方面,铁氧体材料是一种广泛应用的有耗器件,能将电磁干扰(骚扰)的能量吸收后,转化为热能损耗,从而起到滤波作用,即构成吸收式低通滤波器。
图1 各种铁氧体抑制元件在抑制电磁干扰(骚扰)应用方面,对铁氧体性能来说,磁导率是影响铁氧体材料的特性最大的性能指标,它直接与铁氧体芯的阻抗成正比。
铁氧体一般通过几种方式来抑制无用的传导或辐射(干扰)信号。
(1)将铁氧体用作为电感器件,使其以构成低通滤波器,在低频时提供感性-容性通路,而在较高频率时损耗较大。
即低频信号可以通过,而较高信号将被阻止。
(2)将铁氧体芯直接用于元器件的引线或线路板上,这是铁氧体最常用的方式。
在这种应用中,铁氧体芯能抑制任何寄生振荡和衰减感应或传输到元器件引线上或与之相连的电缆线中的高频无用信号。
(3)将铁氧体作为实际的屏蔽层,来将导体、元器件或电路与环境中的散射电磁场隔离开。
从理论上讲,理论的铁氧体能在高频段提供高阻抗;而在所有其他频段上提供零阻抗。
而实际上,铁氧体芯的阻抗是与频率有关的,一般来说,在频率低于1MHz时,其阻抗最低。
但对于不同性能或特性的铁氧体材料来说,最高阻抗出现在10~500MHz之间。
在前叙述的(1)、(2)方式中,铁氧体芯是通过消除或极大地衰减电磁干扰(骚扰)源的高频电流,来抑制传导骚扰。
其核心为采用铁氧体,能提供足够高的高频阻抗来减小高频电流。
铁氧体电磁干扰(骚扰)抑制元件有着各种各样的规格、尺寸、形状和特性,如铁氧体磁环、铁氧体磁珠、多孔磁珠、表面贴装磁珠等。
抗电磁干扰片式铁氧体磁珠的原理及其应用
抗电磁干扰片式铁氧体磁珠的原理及其应用1前言电磁干扰(Electro-Magnetic-Interference,EMI)系指电子设备不需要的电磁或噪声信号对需要的电磁信号的干扰。
而今电磁干扰(EMI)对电子系统已构成最大威胁,严重影响了设备性能的提高与发挥,还对公共环境和人类的人身安全以及军事保密、国防安全造成了很大的危害。
因此研究和开发抗电磁干扰的技术则是当务之急,现已成为世界各国极为重要的一个课题。
形成电磁干扰的主要因素是干扰源、传播途径和受扰设备三大方面。
所以,抗电磁干扰的技术也应该从这三大因素着手来开发。
首先应该抑制干扰源,消除产生干扰的直接原因;其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径;第三则是提高受扰设备的抗扰能力,降低对干扰的敏感度。
目前抑制干扰的几种措施基本上都是采用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道,基本方法就是屏蔽、接地和滤波。
而滤波技术是目前抑止电磁干扰最常见、最有效、也是最经济的一种手段。
因为运用滤波技术的方法非常简单,只要在电气设备电源线的入口处插入抗EMI滤波器,即可以把通过电源线传导的电磁干扰信号给予有效地抑制:它既能抑制电气设备内部产生的电磁干扰,又能抑制外界电网传入的电磁干扰。
然而一个更为简单而有效的方法可在有源和无源电子元器件的引线上套上一些很小的管形或环形的软磁铁氧体磁芯,利用铁氧体材料的电磁损耗机理既简便又有效地消除传导和辐射的电磁噪声。
这种套在引线上的铁氧体小管或小环像似一串珍珠,故给它一个很形象化的名称叫磁珠(Bead),其应用更为广泛。
国外一些著名的电子元器件公司,如美国的AEM公司、科翔磁环等公司,为满足系统小型化的需求,在二十世纪90年代先后已开发了片式磁珠(Chip Bead)和片式电感器(Chip Inductor)来满足SMT电路的需求。
实际上,磁珠就是一个填充铁氧体磁芯的电感器,利用它的阻抗在高频下迅速增加的特性和磁性材料的电磁损耗机理来抑制和吸收其高频噪声,以达到抗电磁干扰的目的。
《铁氧体抗干扰磁环》课件
铁氧体抗干扰磁环的阻抗较低,能够 吸收和反射电磁波,进一步降低电磁 干扰。
温度稳定性与机械强度
温度稳定性
铁氧体抗干扰磁环具有优良的温度稳定性,能够在不同温度环境下保持稳定的性 能。
机械强度
铁氧体抗干扰磁环具有较强的机械强度,能够承受较大的外部压力和振动,不易 损坏。
尺寸与外观设计
尺寸
铁氧体抗干扰磁环有多种尺寸可供选择,以满足不同设备的 需求。
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外观设计
铁氧体抗干扰磁环外观设计简洁大方,颜色可根据客户要求 定制,具有良好的视觉效果。
铁氧体抗干扰磁环的应用案
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例
通信设备的抗干扰应用
总结词
铁氧体抗干扰磁环在通信设备中起到关键的抗干扰作用,保障信号传输的稳定性和可靠 性。
详细描述
在通信领域,铁氧体抗干扰磁环被广泛应用于各种通信设备中,如手机、无线网卡、路 由器等。这些设备在传输信号时容易受到外界电磁干扰的影响,导致信号质量下降甚至 丢失。铁氧体抗干扰磁环能够有效地吸收和抑制这些干扰,提高设备的抗干扰能力,确
保信号传输的稳定性和可靠性。
家用电器与工业电器的抗干扰应用
总结词
铁氧体抗干扰磁环在家用电器和工业电 器中发挥抗电磁干扰的作用,提高设备 的性能和稳定性。
VS
详细描述
家用电器和工业电器在运行过程中会受到 各种电磁干扰的影响,如电源线中的噪声 、电弧焊接产生的干扰等。这些干扰会导 致设备性能下降、误动作甚至损坏。铁氧 体抗干扰磁环能够有效地吸收和抑制这些 干扰,提高设备的抗干扰能力,确保其性 能和稳定性。
抗干扰磁环的工作方式
工作方式
抗干扰磁环通常被放置在电子设 备的线缆上,通过吸收线缆上的 电磁干扰来起到保护作用。
铁氧体磁芯及其应用-NCD
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软磁铁氧体的技术原理
放大500倍
磁芯的显微结构
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磁畴及磁化过程
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6. 居里温度Tc (℃ ) 在该温度下材料由铁磁性(或亚铁磁性) 转变成顺磁性。
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7. 电阻率ρ (Ω/m) 具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻。 8. 密度d (kg/m3 ) 单位体积材料的重量,即 d = W/V 式中 W为磁芯的重量 (kg )
软磁铁氧体的定义及特征
软磁铁氧体是可表示为下列分子式的尖晶石晶体结构的 磁性材料 MFe2O4 式中M代表锰、镍、锌、铜、镁、钴等二价金属离子。
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软磁铁氧体的主要优点
电阻率远大于金属磁性材料,这抑制了涡流的产生, 使铁氧体能应用于高频领域;采用陶瓷工艺易于制成 各种不同的形状和尺寸;化学特性稳定、不生锈;较 低的制造成本。
式中
L为装有磁芯的线圈的电感量(H) N为线圈匝数 le为有效磁路长度(m)
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Ae为有效截面积 (m2 )
开气隙提高了磁芯抗饱和的能力
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铁氧体磁珠在抑制电磁干扰(EMI)中的应用
抗EMI磁环、产品类形有, RH类磁环、T类磁圈、FS类扁平磁环、SCRC类扣式磁芯、R类磁棒、RID 类双孔磁珠、FP类两片式磁芯等RH类磁环(镍锌磁环)产品主要应用于电脑周边线、电源线、打印机线、显示器、数码相机、通讯设备等方面。
T 类磁环(锰锌磁环) T型磁芯只要用于滤波、电感线圈和变压器。
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
那么什么是铁氧体呢?如何选择,怎样使用铁氧体元件呢?这篇文章将对这些问题作一简要介绍。
一、什么是铁氧体抑制元件铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
但颜色为黑灰色,故又称黑磁或磁性瓷。
铁氧体的分子结构为MO·Fe2O3,其中MO为金属氧化物,通常是MnO或ZnO。
衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率μ,饱和磁通密度Bs,剩磁Br和矫顽力Hc等。
对于抑制用铁氧体材料,磁导率μ和饱和磁通密度Bs是最重要的磁性参数。
磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率。
μ=△B/△H对于一种磁性材料来说,磁导率不是一个常数,它与磁场的大小、频率的高低有关。
当铁氧体受到一个外磁场H作用时,例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时,铁氧体磁环被磁化。
随着磁场H的增加,磁通密度B增加。
当磁场H场加到一定值时,B值趋于平稳。
这时称作饱和。
对于软磁材料,饱和磁场H只有十分之几到几个奥斯特。
随着饱和的接近,铁氧体的磁导率迅速图1 铁氧体的B-H曲线下降并接近于空气的导磁率(相对磁导率为1)如图1所示。
铁氧体的磁导率可以表示为复数。
实数部分μ'代表无功磁导率,它构成磁性材料的电感。
虚数部分μ"代表损耗,如图2所示。
μ=μ'-jμ"图2 铁氧体的复数磁导率磁导率与频率的关系如图3所示。
在一定的频率范围内μ'值(在某一磁场下的磁导率)保持不变,然后随频率的升高磁导率μ'有一最大值。
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表面贴装用磁珠 型号 A (mm) B (mm) C (mm) 阻抗(Ω) 25MHz 100MHz 33 70 68 45 94 100
SMB 304729 3.0±0.20 4.7±0.40 2.9±0.20 SMB 309029 3.0±0.20 9.0±0.50 2.9±0.20 SMB 488031 4.8±0.20 8.0±0.50 3.1±0.20 寸。
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铁氧体是铁的氧化物和多种其他粉末状金属(通常是锰、 锌、镍和钴),放在一起,经挤压和一定时间的高温烧结 后形成的陶瓷晶体。 铁氧体材料的电磁性能与添加的金属成份,以及烧结过程 中的时间、温度和气氛有关。 对射频干扰抑制材料,不仅要求它有很高的磁导率(有大 的电感),而且还要求它有大的损耗(后者等效为一个高 损耗的电阻)。这样一来,射频干扰抑制用的铁氧体材料 所拥有的高电感和高电阻特性保证了它对高频干扰所起的 阻挡和衰减作用。对于这种专门用于抑制射频干扰的铁氧 体磁芯我们有时也称它为抗干扰磁芯,或EMI磁芯。 在开关电源中,抗干扰磁芯主要用在电源进线上作射频传 导和辐射骚扰抑制;套在高频变压器的引线端子、开关晶 体管和次级整流二极管引脚上作射频辐射骚扰的抑制。
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3 铁氧体抗干扰磁芯的应用范围 不同的铁氧体材料有不同的最佳抑制频率范围,它与磁导 率有关。材料的磁导率越高,最佳衰减频率就越低;相 反,材料的磁导率越低,衰减频率就越高。所以锰锌铁氧 体比较适合于用在低频(例如30MHz或更低频率)的场 合 ; 而 镍 锌 铁 氧 体 比 较 适 用 在 高 频 ( 例 如 2 5 MHz~ 200MHz,或更高频率)的场合。 在有直流或低频交流电流偏流的情况,要考虑到抑制性能 的下降和饱和现象,应尽量用磁导率低的材料。
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2 铁氧体抗干扰磁芯的工作原 理 铁氧体材料的阻抗由两部分串 联组成: 1) 感抗 XLS;2) 等效 损耗电阻 RS。这两者都和频率 有关,见图中所示。 低频时;磁芯的阻抗主要是感 抗,它与材料的导磁率有关, 干扰信号大部分被反射掉;随 频率升高,导磁率迅速下降, 平抑了感抗增长势头(甚至出 现了感抗减少的情况)。但高 频下的铁损明显增加,使总阻 抗Z=(XLS2+RS2)1/2继续攀升,此 时铁损成为阻抗主要成份,干 扰信号被吸收掉(不是反 射)。
注:在SPMF 8.34×10.9×10.1中,SPMF代表磁芯型号;8.34代表A(mm);10.9代表B(mm); 10.1代表C(mm)。 2009-8-7 QIANZHห้องสมุดไป่ตู้NYU 12
轴向引线的编带磁珠
型号 BF 2051 BF 2052 BF 2053 BF 2054 BF 2056 BF 205D BF 205E BF 4058 BF 405L 2009-8-7 ΦA (mm) 3.5±0.15 3.5±0.15 3.5±0.15 3.5±0.15 3.5±0.15 3.5±0.15 3.5±0.15 3.5±0.15 3.5±0.15 D (mm) 4.4±0.2 6.0±0.3 8.0±0.3 9.0±0.3 10.0±0.3 12.0±0.3 14.0±0.5 4.7±0.3 3.0±0.2 阻抗(Ω), 在100MHz测 67 118 139 165 130 179 216 76 56 QIANZHENYU
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⑵ 在电源线上的应用 电源线会把外界电网的干扰、开关电源的噪声传到设备 的线路中来。在电源的出口和印刷板的电源入口处设置 铁氧体抗干扰磁芯,既可抑制电源与印刷板之间的高频 干扰传输,也可抑制印刷板之间高频噪声的相互干扰。 值得注意的是,在电源线上应用铁氧体抗干扰磁芯,有 时会有偏流问题存在(例如将铁氧体磁芯套在有直流通 过的电源线),甚至出现磁芯的饱和现象。降低铁氧体 的磁导率可降低偏流的影响,所以在电源线上使用的铁 氧体抗干扰磁芯要选用磁导率低和横截面大器件(当然 也可以通过给铁芯开气隙的办法来解决偏流的影响)。 在偏流较大的时候还可以将AC和DC的电源进线与回线同 时套在一个磁芯里,这样可避免饱和,但这种方法对于 抑制进线和回线上的共模噪声还是有作用的。
外形图1
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铁氧体磁芯的等效电路见图中所示,若磁芯使用前后在ZL 上的电压分别为E1和E2,则磁芯对干扰的衰减作用为 A=20lg(E1/E2)=20lg(ZS+Z+ZL)/(ZS+ZL) 此式表明,信号源内阻ZS与负载阻抗ZL之和越小,而铁氧 体磁芯的等效阻抗Z 越大,则铁氧体磁芯对高频干扰的抑 制作用越好。
铁氧体抗干扰磁芯的应用
钱振宇
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1 概述 铁氧体抗干扰磁芯是近年来发展起来的新型干扰抑制器 件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线、信 号线和连接器的射频干扰抑制问题,而且具有使用简单、 方便、有效(使用时只要把铁氧体磁芯套在被保护线路 上,无需接地,利用铁氧体磁芯所对高频干扰所反映出来 的阻抗,使高频干扰得到有效抑制)、占用空间不大及价 格便宜等一系列优点,被获得了广泛的应用。
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铁氧体抗干扰磁芯被广泛用于印刷板、电源线乃至数据 线的干扰抑制上。 ⑴ 在印刷板上的应用 印刷板上的干扰主要来自数字电路,其高频开关电流在 电源线和地线之间产生一个强烈的干扰。电源线和信号 线会将数字电路开关时的高频噪声以传导或辐射的方式 发射出去。常用的干扰抑制办法是在电源和地之间加去 耦电容,以便使高频噪声短路掉。但单用去耦电容有时 会引起高频谐振,造成新的干扰。在印刷电路板的入口 处加入铁氧体干扰抑制磁珠,将会有效地衰减高频噪 声。
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⑶ 在信号线上的应用 铁氧体抗干扰磁芯也可以用在信号线上,以抑制部件或设 备之间的噪声传输。只是信号线的阻抗一般要大于电源 线,所以干扰的抑制效果将不及在电源线上来得更明显 些。 ⑷ 对静电放电的抑制能力 铁氧体抗干扰磁芯对于抑制信号线、电源线上高频干扰和 尖峰干扰的作用,使得它也具有吸收静电放电脉冲干扰的 能力。
注:在SMB 304729中,SMB代表磁珠型号;304729代表磁珠尺
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印刷板安装用滤波器
阻抗(Ω) 型号 SPMF 8.34×10.9×10.1 SPMF10.9×10.9×3.8 SPMF 10.9×10.9×5.0 SPMF10.9×10.9×6.35 SPMF10.9×10.9×8.9 SPMF 10.9×10.9×10.1 线 数 3 4 4 4 4 4 A (mm) 8.34±0.25 10.9±0.3 10.9±0.3 10.9±0.3 10.9±0.3 10.9±0.3 B (mm) 10.9±0.3 10.9±0.3 10.9±0.3 10.9±0.3 10.9±0.3 10.9±0.3 C (mm) 10.15±0.3 3.8±0.3 5.0±0.3 6.35±0.3 8.9±0.3 10.1±0.3 D (mm) 2.54±0.1 2.54±0.1 2.54±0.1 2.54±0.1 2.54±0.1 2.54±0.1 E (mm) 7.62REF 7.62REF 7.62REF 7.62REF 7.62REF 7.62REF 25 MHz 250 170 120 150 130 150 100 MHz 400 230 180 230 200 230
注:在K1 RH 1.9×4.0×0.76中,K1代表材料;RH代表磁芯型号;1.9 代表外径;4.0代表长度;0.76代表内径。 阻抗(Ω) 阻抗(Ω) 阻抗(Ω) 型号 型号 25 100 25 100 25 100 MHz MHz MHz MHz MHz MHz K1 RH K1 RH 29 50 2.5×4.0×1.0 32 71 2.5×5.0×0.8 40 61 K1 RH K1 RH 29 67 3.0×3.0×1.5 19 40 3.5×3.0×1.3 23 40 K1 RH K1 RH 49 82 47 75 90 130 3.5×4.7×0.8 3.5×9.0×0.8 K1 RH K1 RH 37 82 3.5×12.0×1.0 85 140 110 161 3.5×6.0×1.0 K1 RH K1 RH 27 51 3.5×6.0×1.2 47 86 3.5×4.0×1.3 34 72 K1 RH K1 RH 47 87 3.5×10.0×1.3 71 121 4.0×5.0×2.0 31 71 51 76 93 128 K1 RH 4.5×5.0×1.6 K1 RH 6.0×6.0×3.0 42 35 82 75 K1 RH 5.0×5.0×2.3 K1 RH 6.0×10.0×4.0 35 34 74 66 14
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4 铁氧体磁芯的外形和尺寸选择 铁氧体磁芯的外形和尺寸影响到对干扰的抑制效果,通常 铁氧体磁芯的体积越大,抑制的效果越好。在体积一定 时,长而细的磁芯比短而粗的阻抗要大,抑制效果要更 好。在有偏流的情况下,要考虑饱和问题,铁氧体磁芯的 横截面越大,越不容易饱和,可承受的偏流也越大。另 外,铁氧体磁芯的内径越小,抑制效果也越好。 总之,铁氧体磁芯的选择原则是:在使用空间允许的条件 下,选择尽量长的、尽量厚的和内孔尽量小的磁芯。 考虑到铁氧体磁芯有简便、有效和价格便宜的优点,目前 正越来越多地被用在开关电源和设备的干扰抑制上,故给 出多种不同形状的抗干扰磁芯供参考。
注:在K1 T 4.8×1.5×2.8中,K1代表材料;T代表磁芯型号;4.8代表 外径;1.5代表长度;2.8代表内径。 阻抗(Ω) 阻抗(Ω) 阻抗(Ω) 型号 型号 25 100 25 100 25 100 MHz MHz MHz MHz MHz MHz K1 T K1 T 16 54 6.0×1.5×3.0 16 54 6.0×3.0×3.0 22 61 K1 T K1 T 31 71 8.0×3.0×4.0 24 60 8.0×4.0×4.0 26 67 K1 T K1 T 22 61 9.0×5.0×4.5 31 70 9.0×3.0×5.0 22 60 K1 T K1 T 40 85 9.1×4.6×5.0 20 38 9.5×4.8×5.0 60 106 K1 T K1 T 17 39 10.0×4.0×6.0 22 60 10.0×5.0×5.0 32 74 K1 T K1 T 21 62 10.0×7.0×7.0 25 64 10.3×10.2×5.8 7 88 K1 T K1 T 34 77 11.0×9.0×5.0 54 97 11.8×8.0×7.8 30 71 QIANZHENYU 15