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常用電感型号

科技 更新时间:2024-08-04 14:31:20

1,磁珠的應用

磁珠主要用于對傳導(CE)/輻射(RE)幹擾的抑制。

——電磁幹擾(EMI)分為:傳導幹擾(CE)和輻射幹擾(RE),主要差别在于傳導幹擾(CE)頻段集中在30MHz以下,通過電纜為載體傳播;輻射幹擾(RE)頻段在30MHz以上,通過空間輻射方式傳播。具體後續《電磁兼容》專題分析。

1. 信号(data)與噪聲(noise)的頻率分布不同:一般信号工作于磁珠低頻低阻區域,而噪聲頻段分布在磁珠的高阻區,從而達到有效抑制噪聲電平的效果;

常用電感型号(電感器應用)1

2. 如上圖所示,對信号進行低通濾波:噪聲頻率越大則阻抗越大(阻抗來自于磁芯材料的損耗),從而噪聲通過後的衰減越大;

——一般信号的頻率<10MHz,抑制噪聲信号的頻率<2GHz(高頻磁珠可以達到2G~3GHz範圍)。

1,通用磁珠:一般通流能力<0.5A;

2, 尖峰磁珠:用于屏蔽确定頻率的強噪聲;

3, 大電流磁珠:用于電源電路、大電流電路的噪聲屏蔽,一般通流能力>0.5A。

常用電感型号(電感器應用)2

根據不同磁珠的不同特性,磁珠可以應用于不同的硬件電路設計中:

3. 大電流磁珠最常用于DC電源的傳導幹擾抑制:應用在單闆内芯片端電源輸入管腳的噪聲抑制,需要明确的是這種抑制是雙向的:既抑制芯片電源幹擾到單闆電源,又阻止單闆電源幹擾到芯片電源管腳。如下圖所示,電源上存在高頻噪聲,其頻段為50MHz~250MHz,為了避免芯片受到闆級電源平面上的高頻噪聲幹擾,在芯片電源輸入管腳端增加磁珠濾波(一般為型濾波)。

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常用電感型号(電感器應用)4

4. 數字電路的幹擾抑制:數字信号有豐富的高頻諧波,容易産生輻射幹擾,通過選擇不同型号的磁珠來抑制不同的高頻分量;這種硬件設計主要用在對外接口信号線上,防止噪聲通過對外接口信号線傳播到設備外面,造成RE超标。具體效果如下圖所示。

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5. 一般傳導幹擾(CE)以差模方式傳播,輻射幹擾(RE)以共模方式傳播,所以采用不同的方式進行抑制;如下圖所示。

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高速數字信号,如USB2.0等,産生的幹擾以輻射幹擾(RE)噪聲為主,可采用共模磁珠抑制,同時也可以改善信号質量。

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2,疊層片式電感器的應用

疊層片式電感器的選擇,須兼顧較小的電感量波動和較高的品質因數Q;中低頻片式電感器采用鐵氧體材料制作(高磁導率的黑色瓷體),高頻片感采用陶瓷材料制作(低磁導率的白色瓷體)。疊層片式電感器由于體型較小,其額定電流(最大工作電流)一般小于0.5A;感量一般在nH~uH級别,精度J=±5% K=±10% M=±20%,Q值一般為40~70。

根據前期電感器特性的分析以及電感器實際應用,電感器需要工作在感值較穩定,感抗相對較大(達到良好抑制作用),Q值也相對較大的區域。如下圖所示。

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疊層片式電感器一般用于RF濾波電路,由LC組合構成,同時還有阻抗匹配的功能。工作頻率較高時,要求電感器有較高的Q值與極高的L精度,以确保較低的插入損耗。各種不同LC濾波結構如下圖所示。

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低頻、中頻、高頻電感器的曲線示例如下圖所示,具體根據實際電路的工作頻率,選擇合适的電感器。

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3,功率電感器/變壓器的應用

功率電感器/變壓器主要用于開關電源設計,開關電源中對于電感器/變壓器的具體設計要求,文章不在分析,如下為開關電源中對電感器比較關注的參數簡要介紹:

1. 電感器的感值L的大小,主要影響開關電源輸出紋波電流IL的大小:感值高紋波電流小,感值低則紋波電流大;同時紋波電流決定了磁芯損耗的大小;

2. 功率電感器的額定電,流選擇Isat和Irms中較小的值,一旦超過額定電流,電感器性能無法保障,電感器在Buck開關電源中最大電流Imax = Io IL/2;

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3. Rdc是電感器直流電阻值,是電感器在開關電源中損耗的重要組成部分,直流阻抗值越小越好;

4. 屏蔽電感器與非屏蔽電感器對外部的電路影響不同,同時非屏蔽電感器容易受到外部磁性元件或PCB銅皮的影響、所以盡可能使用磁屏蔽封裝功率電感器。

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根據開關電源工作頻率的要求不同,我們需要選擇不同磁芯材料的功率電感。一般開關電源的頻率在幾十KHz~幾MHz的範圍,所以錳-鋅鐵氧體磁芯其相對磁導率較高,而且工作頻率也比較合适,如下圖所示。

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4,網絡變壓器的應用

網絡變壓器的使用,首先需要根據10M、100M、1000M不同的速率來選擇合适的變壓器。

1. 我們在使用網絡變壓器時,看到變壓器中間抽頭的接線方式有很多種:有些接電源,有些接地,這是什麼原因?

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這主要是由所使用PHY芯片的UTP驅動類型決定(參考PHY芯片資料推薦連接方式):

1, 如果是電流驅動,就需要将網絡變壓器抽頭接至電源;電源具體接多少,取決于PHY芯片的UTP端口電平;電流驅動類型驅動變壓器的工作原理,如下圖所示。

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2, 如果是電壓驅動,直接接一個電容到GND即可;其工作原理如下圖所示。

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