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磁珠及其在开关电源中的应用

资料介绍
磁珠及其在开关电源中的应用
磁珠及其在开关电源中的应用
1 引言

  由于电磁兼容的迫切要求,电磁干扰(EMI)抑制元件获得了广泛的应用。然而实际应
用中的电磁兼容问题十分复杂,单单依靠理论知识是完全不够的,它更依赖于广大电子
工程师的实际经验。为了更好地解决电子产品的电磁兼容性这一问题,还要考虑接地、
电路与PCB板设计、电缆设计、屏蔽设计等问题[1][2]。本文通过介绍磁珠的基本原理和
特性来说明它在开关电源电磁兼容设计中的重要性与应用,以期为设计者在设计新产品
时提供必要的参考。

  2  磁珠及其工作原理

  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,它可以使
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。铁氧体材料通常应用于高频
情况,因为在低频时它们主要呈现电感特性,使得损耗很小。在高频情况下,它们主要
呈现电抗特性并且随频率改变。实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高

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频衰减器使用的。实际上,铁氧体可以较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻
被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消
耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由它的电阻特性决定的。

  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和饱和磁通密度。磁导
率可以表示为复数,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,如图1所示,电感L和电阻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,……
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