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电子电路基础——电感、磁珠

时间:2016-10-17 23:18:59      阅读:153      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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电感

  电感是闭合回路的一种属性,是一个物理量。当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,单位是“亨利(H)”,以美国科学家约瑟夫·亨利命名。它是描述由于线圈电流变化,在本线圈中或在另一线圈中引起感应电动势效应的电路参数。电感是自感和互感的总称。提供电感的器件称为电感器。

  电感(inductance)是电子电路或装置的属性之一,指的是:当电流改变时,因电磁感应而产生抵抗电流改变的电动势(EMF,electromotive force)电路中的任何电流,会产生磁场,磁场的磁通量又作用于电路上。依据楞次定律,此磁通会借由感应出的电压(反电动势)而倾向于抵抗电流的改变。磁通改变量对电流改变量的比值称为自感,自感通常也就直接称作是这个电路的电感。具有电感性的装置称为电感器(inductor,中文里一般也简称电感),电感器通常是一线圈,可以聚集磁场。

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  电感在电路中的作。基本作用:滤波、振荡、延迟、陷波;形象说法:“通直流,阻交流;通直流:所谓通直流就是指在直流电路中,电感的作用就相当于一根导线,不起任何作用;阻交流:在交流电路中,电感会有阻抗,即XL,整个电路的电流会变小,对交流有一定的阻碍作用;细化解说:在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等。

  电感的作用是阻碍电流的变化,但是这种作用与电阻阻碍电流流通作用是有区别的电阻阻碍电流流通作用是以消耗电能为其标志,而电感阻碍电流的变化则纯粹是不让电流变化,当电流增加时电感阻碍电流的增加,当电流减小时电感阻碍电流的减小。电感阻碍电流变化过程并不消耗电能,阻碍电流增加时它将电的能量以磁场的形式暂时储存起来,等到电流减小时它也将磁场的能量释放出来,以结果来说,就是阻碍电流的变化。如在PCB板上,可加在DC/DC模块、数据线、电源线等处。它吸收所在线路上高频干扰信号,但却不会在系统中产生新的零极点,不会破坏系统的稳定性。它与电源滤波器配合使用,可很好的补充滤波器高频端性能的不足,改善系统中滤波特性。

  电感的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。
 
磁珠
  磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号,像一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHZ。 磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。
  磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100MHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。在电路中只要导线穿过它即可。
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  磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金,它的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,具有很高的导磁率,他可以使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。对于抑制电磁干扰用的铁氧体,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换成热能的形式耗散掉。
  铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件,就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。
  两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比,而且磁珠的长度对抑制效果有明显影响,磁珠长度越长抑制效果越好。
  作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了磁珠由氧磁体组成。磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ,它在低频时电阻比电感小得多。铁氧体磁珠(FerriteBead)是应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显着。

区别

电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件 。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。

电子电路基础——电感、磁珠

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原文地址:http://www.cnblogs.com/shadrach/p/5971426.html

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