磁珠與電感在解決EMI和EMC方面的作用有何區(qū)別

穿芯電感的電感通常相對較小，從幾微亨到幾十微亨不等。電感與穿芯電感器中的導(dǎo)線的尺寸和長度以及磁珠的橫截面積有關(guān)，但是如果磁珠的電感與zui有關(guān)，也可以計算磁珠的相對磁導(dǎo)率。圖3和圖4分別是導(dǎo)絲和穿芯電感的示意圖。在計算穿芯電感時，必須首先計算圓截面直線的電感，然后通過將計算結(jié)果乘以磁珠的相對磁導(dǎo)率來計算穿芯電感的電感。此外，當穿芯電感器的工作頻率非常高時，磁珠中也會產(chǎn)生渦流，這相當于穿芯電感器的磁導(dǎo)率降低。這時，我們一般使用有效磁導(dǎo)率。有效磁導(dǎo)率是磁珠在一定工作頻率下的相對磁導(dǎo)率。然而，因為磁珠的工作頻率只有一個范圍，所以在實際應(yīng)用中經(jīng)常使用平均磁導(dǎo)率。在低頻時，普通磁珠的相對磁導(dǎo)率非常大(大于100)，但在高頻時，其有效磁導(dǎo)率僅為相對磁導(dǎo)率的一小部分，甚至是一小部分。因此，磁珠也有截止頻率的問題。所謂的截止頻率是指當磁珠的有效磁導(dǎo)率降至接近1時的工作頻率fc，此時磁珠已經(jīng)失去了電感器的功能。通常，磁珠的截止頻率fc在30至30 ~ 300兆赫之間。截止頻率與磁珠的材料有關(guān)。通常，磁芯材料的磁導(dǎo)率越高，截止頻率fc越低，因為低頻磁芯材料的渦流損耗相對較大。在設(shè)計電路時，用戶可以要求磁芯材料供應(yīng)商提供磁芯工作頻率和有效磁導(dǎo)率的測試數(shù)據(jù)，或者不同工作頻率下的磁芯滲透電感圖。圖5是穿過心臟的電感的頻率圖。

鐵氧體磁珠的原理

在低頻帶，阻抗由電感的感抗組成。在低頻時，R很小，磁芯磁導(dǎo)率高，所以電感大，L起主要作用，電磁干擾被反射和抑制，此時磁芯損耗小。整個器件是一個低損耗、高品質(zhì)的電感，容易引起諧振。因此，在低頻帶中，使用鐵氧體磁珠后有時會出現(xiàn)干擾增強。

在高頻帶，阻抗由電阻元件組成。隨著頻率的增加，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感器的電感降低，感抗分量降低。然而，磁芯損耗增加，電阻成分增加，導(dǎo)致總阻抗增加。當高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能被耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。如果將鐵氧體抑制元件添加到印刷電路板的電源線入口端，則可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專門用于抑制信號線和電源線上的高頻干擾和尖峰干擾。它還具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

這兩個元素的數(shù)值與磁珠的長度成正比，磁珠的長度對抑制效果有明顯的影響，磁珠的長度越長，抑制效果越好。

鎂鋅鐵氧體磁環(huán)和鎳鋅鐵氧體磁環(huán)的工藝研究

近年來，隨著材料氧化鎳的價格急劇上漲，許多鎳鋅鐵氧體磁環(huán)制造商已經(jīng)從鎳鋅鐵氧體材料轉(zhuǎn)向鎂鋅鐵氧體材料，以降低材料成本。然而，普通工藝生產(chǎn)的鎂鋅鐵氧體磁環(huán)的高頻特性和機械強度遠不如鎳鋅鐵氧體磁環(huán)。因此，普通工藝生產(chǎn)的鎂鋅鐵氧體磁環(huán)只用于一些要求較低的民用產(chǎn)品，這極大地影響了鎂鋅鐵氧體磁環(huán)的市場份額。通過合理調(diào)整材料配方和工藝，有效提高了鎂鋅鐵氧體磁芯的高頻性能和鎂鋅鐵氧體磁環(huán)的機械強度。

1實驗1.1材料配方(1)的調(diào)整以r-50為例，配方中:30%的氧化鎂、12%的氧化鋅、2%的碳酸錳、56%的Fe2O3，不添加CoO。將通過PbO測量的材料的高頻性能與通過向配方中添加1.5% w(PbO)和不同量的CoO測量的材料的高頻性能進行比較。在將材料制成外徑為14.2毫米、內(nèi)徑為6.7毫米、高度為8毫米的環(huán)之后，將其用于制備具有以下特征的環(huán):長度為100毫米、直徑為0.7毫米的漆包線穿過環(huán)一次。以試驗機的配方為例:30%氧化鎂12%氧化鋅2%碳酸錳56·2 O3，在保持其他雜質(zhì)添加量不變的前提下，加入適量的碳酸鈣或滑石粉后，制成外徑14.2毫米、內(nèi)徑6.7毫米、高8毫米的圓環(huán)， 將該環(huán)制成外徑14.2毫米、內(nèi)徑6.7毫米、高8±0.7毫米漆包線的環(huán)，用QBG-3型高頻Q計進行1圈高頻測試。 (3)將我公司的兩種NiZn鐵氧體材料R50制成外徑為14.2毫米、內(nèi)徑為6.7毫米、高度為8毫米的圓環(huán)。使用？0.7毫米漆包線，1匝，高頻測試由測試儀QBG-3高頻Q計。(4)比較上述三種實驗結(jié)果。

鎳鋅材料技術(shù)及其發(fā)展方向

鎳鋅軟磁鐵氧體材料是另一種高頻軟磁材料，產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛。當使用頻率低于1兆赫時，其性能不如錳鋅鐵氧體，而當使用頻率高于1兆赫時，由于其孔隙率和高電阻率，其性能比錳鋅鐵氧體好得多，因此非常適合在高頻下使用。由鎳鋅軟磁鐵氧體材料制成的寬帶鐵氧體器件可以在很寬的頻率范圍內(nèi)使用，其下限頻率為幾千赫，上限頻率為幾千兆赫，從而大大擴展了軟磁材料的頻率應(yīng)用范圍。其主要功能是實現(xiàn)射頻信號在寬頻率范圍內(nèi)的能量傳輸和阻抗變換。由于其頻帶寬、體積小、重量輕，被廣泛應(yīng)用于雷達、電視、通信、儀器儀表、自動控制、電子對抗等領(lǐng)域。在世界上已實現(xiàn)鎳鋅鐵氧體工業(yè)化生產(chǎn)的國家中，日本、德國、美國等國目前被公認為是大的生產(chǎn)國。射頻寬帶鎳鋅(磁芯)的工作頻率為0.1兆赫至1.5千兆赫，品種和規(guī)格數(shù)以千計。然而，它在中國起步較晚，只有少數(shù)制造商正在開發(fā)低噪聲濾波器和鐵氧體吸收和抑制元件。然而，與國外相比還有很大差距，它們還沒有被系列化和標準化。