【工程师必读】使用片状铁氧体磁珠的注意事项

周四, 30 四月 2020 - 16:24

1. 片状铁氧体磁珠的直流重叠特性

片状铁氧体磁珠是一种使用铁氧体的电感器。因此，当大电流通过时，需要特别注意由于磁饱和所造成的性能改变。

图1是电流通过片状铁氧体磁珠时的阻抗值的变化示例。
<img alt="片状铁氧体磁珠的直流重叠特性示例" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="083d5572-91e9-49fa-aa7a-aa6c16092d31" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1%20%E7%89%87%E7%8A%B6%E9%93%81%E6%B0%A7%E4%BD%93%E7%A3%81%E7%8F%A0%E7%9A%84%E7%9B%B4%E6%B5%81%E9%87%8D%E5%8F%A0%E7%89%B9%E6%80%A7%E7%A4%BA%E4%BE%8B.png" />
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图1 片状铁氧体磁珠的直流重叠特性示例
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正因如此，当大电流通过片状铁氧体磁珠时，阻抗值会下降，所以如果在大电流通过的位置进行使用，可能无法达到预期的效果。在这种情况下，就需要考虑选择能充分承受额定电流的元器件，或者在初期选择阻抗较高的元器件。

但是，铁氧体磁珠的磁饱和只发生在大电流通过时，如果电流下降，性能会复原，因此，在只是瞬间增加电流的电路中也可能不会出现问题。（当然，也可能会出现该瞬间的磁饱和发生障碍的情况。。。）因为很难详细追查其影响，所以我认为在通过实机评估可以认定铁氧体磁珠没有正常运行时，很好对其进行疑似磁饱和的处理。

2. 铁氧体磁珠造成信号波形出现过冲、下冲的应对措施

如果在数字电路中使用铁氧体磁珠，则可能会发生波形中出现过冲和下冲的情况。（图2）
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图2 片状铁氧体磁珠造成过冲和下冲的示例
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因为铁氧体磁珠的电感和电路其他部分的电容（IC的输入电容等）会引发谐振，所以这个现象很容易发生在阻抗曲线陡峭的铁氧体磁珠上。为了改善这种情况，可以采取与铁氧体磁珠串联放置一个阻尼电阻的方式。由于通过加入阻尼电阻，可以经由电阻吸收谐振能量，因此谐振会变小，从而降低过冲和下冲。（图3）
<img alt="通过阻尼电阻进行改善的示例" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="eeb15f77-d88e-4919-9952-e02cdc3619ab" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3%20%E9%80%9A%E8%BF%87%E9%98%BB%E5%B0%BC%E7%94%B5%E9%98%BB%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E6%94%B9%E5%96%84%E7%9A%84%E7%A4%BA%E4%BE%8B_1.png" />
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图3 通过阻尼电阻进行改善的示例
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但是，由于使用阻尼电阻会引发该部分电压下降，所以需要注意信号峰值变低是否会发生问题。铁氧体磁珠的特质是阻抗曲线越陡峭，内部消耗越小，谐振越容易发生，而阻抗曲线越平缓，谐振越不容易发生，所以不要使用阻抗曲线过于陡峭的铁氧体磁珠也可以防止过冲及下冲。