開關電源電感與磁珠聯繫解讀——民熔電氣顧問的經驗之談面面俱到

2020-12-03 民熔電氣小課堂

開關電源,又稱交換式電源、開關變換器,是一種高頻化電能轉換裝置,是電源供應器的一種。民熔開關電源利用的切換電晶體多半是在全開模式及全閉模式之間切換,這兩個模式都有低耗散的特點,切換之間的轉換會有較高的耗散,但時間很短,所以民熔開關電源比較節省能源,產生廢熱較少。民熔開關電源的高轉換效率是其一大優點,而民熔開關電源工作頻率高,也可以使用小尺寸、輕重量的變壓器,民熔開關電源重量也會比較輕。民熔開關電源產品廣泛應用於工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明等領域。

psu電源

磁珠應用在開關電源電磁幹擾的抑制中,電感同樣有這方面的作用,而它們有著怎樣的聯繫和區別呢?下面小課堂就來揭曉。

配件優質的民熔開關電源

磁珠和電感

1、磁珠與電感的區別

磁珠由氧磁體組成,電感由磁芯和線圈組成。磁珠將交流信號轉換成熱能,電感存儲交流,並緩慢釋放。因此,電感是儲能元件,磁珠是能量轉換(消耗)裝置。電感主要用於電力濾波器電路,磁珠主要用於信號電路,磁珠主要用於抑制電磁輻射幹擾,而電感主要用於抑制導電幹擾。這兩種方法都可以用於處理EMC、EMI問題。磁珠被用來吸收超高頻信號。例如,在電源輸入部分中,需要添加一些射頻電路、鎖相環、振蕩電路和超高頻存儲器電路(DDR、SDRAM、Rambus等)。電感是一種儲能元件,用於LC振蕩電路、中低頻濾波電路,其應用頻率範圍很少超過50MHz。接地一般採用電感,電源連接也採用電感,信號線常採用磁珠。

片式磁珠和片式電感

2、片式電感

電感元件和電磁幹擾濾波器元件廣泛應用於電子設備的PCB電路中,包括片式電感和片式磁珠。當需要晶片電感時,需要實現以下兩個基本功能:電路諧振和阻流電抗。諧振電路包括諧振產生電路、振蕩電路、時鐘電路、脈衝電路、波形生成電路等,諧振電路還包括高Q帶通濾波器電路。為了使電路產生共振,電路中必須同時存在電容和電感。電感兩端存在寄生電容,這是由於器件兩電極之間的鐵氧體等效於電容介質引起的。

在諧振電路中,電感必須具有高質量因數Q、窄電感偏差和穩定的溫度係數,以滿足窄帶、低頻溫度漂移的要求。高Q電路具有尖銳的共振峰。窄電感偏置保證了諧振頻率偏差儘可能小。穩定的溫度係數保證了諧振頻率具有穩定的溫度變化特性。標準徑向引入電感、軸向引入電感和片式電感的區別只在於不同的封裝。電感結構由纏繞在介電材料(通常為氧化鋁陶瓷材料)、空心線圈和鐵磁性材料上的線圈組成。在電力應用中,作為阻流器時,電感的主要參數為直流電阻(DCR)、額定電流和低Q值。當用作濾波器時,需要寬帶寬,因此不需要電感的高Q特性。低直流電阻(DCR)可確保最小壓降。

3、片式電感和片式磁珠的應用

這是使用片式磁珠還是片式電感主要還在於應用。諧振電路需要片式電感,而片式磁珠是消除不必要電磁幹擾噪聲的最佳選擇。片式電感主要用於射頻和無線通信、信息技術設備、雷達探測器、汽車電子、手機、尋呼機、音響設備、pda(個人數字助理)、無線遙控系統和低壓電源模塊。片式磁珠的主要應用有:時鐘發生器電路、模擬電路與數字電路之間的濾波器、I/O輸入/輸出內部連接器(如串口、並口、鍵盤、滑鼠、遠程通信、區域網等),射頻(RF)電路和易受幹擾的邏輯設備之間,電源電路用來過濾高頻傳導幹擾、計算機、印表機、錄像機、電視系統和手機中的EMI噪聲抑制。

4、片式磁珠

片式磁珠是目前應用和發展迅速的一種抗幹擾元件。它價格便宜,使用方便,對高頻噪聲的濾波效果顯著。它實際上是由鐵氧體磁性材料和導體線圈組成的疊層片式電感。由於它是在高溫下燒結的,所以它具有緻密性好、可靠性高的優點。兩端電極由銀/鎳/焊料三層組成,可滿足回流焊和波峰焊的要求。

片式磁珠的主要功能是消除傳輸線結構(PCB)中存在的射頻噪聲。射頻能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波分量。直流分量是需要的有用信號,而射頻能量則是無用的電磁幹擾沿線路傳輸和輻射(EMI)。為了消除這種不必要的信號能量,片式磁珠充當高頻電阻(衰減器),允許直流信號通過並過濾掉交流信號。高頻信號一般在30MHz以上,但低頻信號也受片式磁珠的影響。

片式珠不僅具有小型化、輕量化的優點,而且在射頻噪聲的頻率範圍內具有高阻抗特性,可以消除傳輸線中的電磁幹擾。晶片珠可以降低直流電阻,避免有用信號的過度衰減。片式磁珠還具有顯著的高頻和阻抗特性,可以更好地消除射頻能量。在高頻放大電路中也可以消除寄生振蕩。它在幾兆赫到幾百兆赫的頻率範圍內有效地工作。

另外,如果溫升過高或外加磁場過大,則會對磁珠的阻抗產生不利影響。

多插座

上面就是小課堂今天分享的,關於開關電源電感與磁珠的區別聯繫分析。在民熔小課堂的分享之後,大家應該都有一定的深入了解。但開關電源的領域是很大的,受限於篇幅這個問題,小課堂在開關電源電源與磁珠應用方面其實還有更多的經驗。而大家如果在使用開關電源遇到其他問題,或者想了解其他電氣產品的資料和技巧,可以注意小課堂後續更多的經驗分享。

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