如何使用铁氧体珠:需要考虑的重要影响

关键的外卖

• 铁氧体磁珠表现出频率依赖性阻抗，在自谐振频率(SRF)以下具有感应特性，在自谐振频率以上具有电容特性。

• 使用铁氧体珠约20%的额定C电流，以减少直流偏置效应。

• 考虑到环境参数，最好在更接近环境值的温度下使用铁氧体珠。

铁氧体珠用于电子电路中以抑制干扰

想象一下这个场景:您必须在印刷电路板设计的特定频率范围内消除传导EMI。你用哪种方法抑制电磁干扰?

大多数设计师推荐铁氧体珠消除特定频率范围的噪声，而不干扰有用的信号。设计师经常使用铁氧体珠EMI抑制以及高频隔离。铁氧体珠可以优化提高信号的完整性和可靠性。在这篇文章中，我们将看看如何使用铁氧体珠以及一些选择指南。

铁氧体珠与能量守恒定律

铁氧体磁珠用于电子电路中抑制来自电源电压线、数据信号线和地平面的干扰、噪声、串扰和其他高频干扰。铁氧体珠的功能受能量守恒定律的支配。根据这一定律，能量既不能创造也不能消灭。在其工作过程中，铁氧体珠遵循能量守恒定律，以热的形式耗散不必要的信号能量。铁氧体微珠将高频噪声和电磁干扰转化为热能。

铁氧体磁珠具有频率依赖性阻抗感应特性在自谐振频率(SRF)以下占主导地位，电容特性在SRF以上占主导地位。由于频率范围更接近SRF，珠子是纯电阻或几乎电阻。为了产生最大的热量，阻抗需要严格的电阻性。这就是为什么它是必不可少的选择铁氧体珠，更多的电阻在预期的应用频率。像电阻一样，还有其他几个因素指导铁素体珠的选择，包括温度、偏置电流额定值和寄生。

如何使用铁氧体珠子

学习如何在电子系统中使用铁氧体珠是很重要的。您可以将铁氧体珠串接在电源轨道上滤除高频噪声；然而，如果在选择铁氧体磁珠时没有考虑要求和电路条件，磁珠可能会产生不利影响，如直流偏置效应、温度效应、寄生效应和LC谐振。让我们来看看这些负面影响。

直流偏压效应

电流在很大程度上取决于铁氧体材料的特性，这影响了电子电路中铁氧体微珠的预期行为。这种效应被称为直流偏置效应。从阻抗-频率图了解各种直流偏置电流条件下的珠子行为是很重要的。了解铁氧体磁珠的阻抗分布有助于防止铁氧体芯材饱和。

当铁氧体磁芯饱和时，会出现最大磁偶极对准，从而改变磁珠的磁导率。随着渗透率的变化，阻抗也随之变化。直流偏置电流在低频区相对于高频区有较大的影响，导致电感下降。使用铁氧体珠约20%的额定C电流，以减少直流偏置效应。

温度效应

铁氧体珠的额定电流规格提供了设备在指定的温升下可以处理的最大电流。随着直流偏置电流的升高，温度也会升高，这同样不利于铁氧体珠的性能。确定操作温度对铁氧体珠的优化选择至关重要。随着温度的变化，铁氧体磁珠的磁化状态发生改变，催化直流偏置效应，影响磁珠的电特性。

居里温度是由于难以对准磁场而阻止磁场形成的温度。在居里温度以上，铁氧体珠变得顺磁性，因为他们失去了他们的渗透性。此外，温度升高导致阻抗降低并加速饱和。考虑到环境参数，在接近环境值的温度下使用铁氧体珠是理想的。

寄生效应

铁氧体磁珠内部绕组结构产生的寄生电容对磁珠的性能有不利影响。选择寄生电容较低的是至关重要的，因为寄生电容越低，铁氧体磁珠的总电抗就越高，从而提供较高的总阻抗。为了确保固体性能，铁氧体珠应在较高频率下提供较高的阻抗和较低的寄生电容。

LC共振效应

在电源轨道噪声滤波中，铁氧体珠与去耦电容器形成低通滤波器。如果LC滤波器的谐振频率低于铁氧体磁珠的SRF，则会导致谐振峰值条件，其中滤波器不会衰减波纹和高频噪声，而是将它们放大。为了防止由于LC谐振而导致的性能退化，考虑在施加直流偏置电流时铁氧体磁珠的各种参数，并与其他无源元件连接。

如果你只是学习如何使用铁氧体珠，你会遇到温度效应，LC共振效应，和直流偏置效应。使用模拟器来模拟和分析正在发生的事情总是最好的。Cadence提供设计和分析工具，帮助您模拟铁氧体珠电路，以检测这些不同的影响。

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