铁氧体珠是如何工作的?需要考虑的关键因素
大多数小学适龄儿童都读过像美国的刘易斯和克拉克这样的探险家用小饰品与美洲土著人交换食物和安全通道的故事。值得注意的是，这些小饰品中有许多包括玻璃珠。我看到一个又一个学生在想:“有人想要玻璃珠干什么?”
虽然我不能回答为什么人们会想要玻璃珠，但我知道我曾面临过一个非常类似的关于制造和电子产品中的铁氧体珠的问题。虽然我认为铁氧体珠确实很有价值，但很多人可能会回到同样的问题:“他们为什么要铁氧体珠?”
，,在电子电路方面都能受益的知识，,技术。特别是在或者当面对诸如，,或信号,或在某些情况下可以利用最小化．
铁氧体珠:我们的电子无名英雄
这个探索性问题的答案在于我们对消除电磁干扰的无休止探索。对于我们这些使用手机、电视、dvd、游戏系统和电脑的人来说，这种追求变得尤为重要。
当我们深入研究高速数据速率的技术时，我们发现PCB设计通常需要多个但分离的数字和模拟供应轨。高速时钟信号、数据和I/O交换率产生的频率和谐波会超过电源轨。因此，电路会经历电压纹波和输出抖动。钢轨之间使用铁氧体珠允许PCB设计者简化电源设计，尽量减少单板空间，同时保持轨道之间的高频分离。
当我们检查铁氧体的电磁特性时，这些器件的性能与铁氧体珠之间的关系变得更加清楚。由于铁氧体珠由导体组成，导体通过高渗透氧化铁陶瓷材料的空心圆筒插入，电磁特性影响电流流动。当电流流过导体时，陶瓷材料中包含的铁氧化物的磁导率支持磁场的形成。
你可以找到镍锌(NiZn)或锰锌(MnZn)铁氧体珠。每一种都有不同的电磁特性，可以通过制造过程得到增强。这些过程通过改变铁氧体的化学成分和物理长度来改变铁氧体珠的阻抗。因此，这些微珠被优化为抑制特定带宽内的频率。
镍锌铁氧体微珠因其低磁导率、高体积电阻率、良好的温度稳定性和高Q因子，最适用于工作在500 KHz至100 MHz频率范围内的低功率、高电感电路。当磁导率为20 ~ 850 μ时，NiZn微珠可用于宽带变压器应用。NiZn铁氧体珠的高电阻率使设计人员可以在2兆赫兹到500兆赫兹的频率范围内使用该珠。
与NiZn相比较，锰锌铁氧体珠具有800 μ以上的高渗透率、低体积电阻率和低Q因子。MnZn铁氧体铁芯与开关模式电源变压器工作在20 KHz至100 KHz范围内。由于MnZn铁氧体磁芯可以衰减2MHz到250mhz范围内的射频信号，PCB设计者在工作频率较低的电感应用中使用该器件。
利用铁氧体可以实现电磁兼容的抑制
电子元件协会壁花
当我们设计pcb时，铁氧体珠很少进入对话。毕竟，它们是被动设备。而且，铁氧体珠不能自称是电容器、电感器或电阻。然而，铁氧体珠的美丽在于其电容性、电感性和电阻性的特性。铁氧体珠具有1 - 20个频率的电阻特性。当铁氧体珠在较低的频率是感应的，铁氧体在较高的频率是容性的。
与它们的被动表亲相比，铁氧体珠耗散——而不是储存——高频能量。能量不是反射回系统，而是以热的形式分散。正如我们已经看到的，低q铁氧体珠对电路在低频时没有影响，但抵抗高频能量。
低q铁氧体微珠提供了电源滤波的最佳解决方案，衰减高频电源噪声在一个薄带。由于电感储存能量，高频能量可以与电路中的电容结合而产生振铃。高速数字电路的设计通常使用低q铁氧体微珠来隔离共享电压供电轨之间的高频，以满足目标阻抗。将铁氧体珠串联在电源轨道上，并作为低通滤波器网络的一部分，也有助于减少高频电源噪声。
高q铁氧体微珠适用于高共振应用，如电信中的信号滤波，防止干扰从一个设备转移到另一个设备。高q微珠很好地用于构建需要高谐振元件和低损耗的射频振荡器和滤波器电路。
从设计的角度来看，你应该使用铁氧体珠，有明确的温度因素，并保持稳定的时间。这些特性使得LC组合可以随着温度的变化而工作。当PCB迹线作为射频天线时，高q的铁氧体微珠有助于减少来自电路板的电磁干扰。微珠还可以防止干扰通过迹线进入电路。
在PCB设计中使用铁氧体珠
与任何电子元件，您必须选择具有与您的应用程序相匹配的特性的铁氧体。例如，在电源隔离电路中不能使用高q铁氧体微珠，因为会产生不必要的共振。因为需要衰减的不需要的高频噪声必须与铁氧体的电阻带相匹配，您还必须识别电磁干扰的来源和不需要的频率范围。当你进行噪声滤波电路设计和分析，你可以找到一个近似值的珠子电感和确定谐振频率截止。
此外，您可以检查制造商的规格铁氧体珠阻抗与频率响应。大多数制造商还包括用于系统模拟的铁氧体微珠的等效电路模型。
正确使用SPICE工具还可以节省时间，提高性能，并确定铁氧体珠的工作精度。功率解耦，高频衰减模拟，并用RLC表示铁氧体珠的效果是特别容易实现的，同时增加您的电路的安全性和表示。
如果你知道你要送什么给你的制造商，生产检查将会更容易
如果你的设计将铁氧体珠与去耦电容放在直流到直流转换器中，共振峰值就会发生。铁氧体珠电感和高Q去耦电容形成一个低通滤波网络，在转换器的开关频率处会出现谐振峰值并产生串扰。在去耦电容路径中添加一个带有串联阻尼电阻的大电容，可以在不影响铁氧体珠衰减特性的情况下抑制谐振。
制造商根据特定电流对铁氧体珠进行评级。任何高于额定电流的安培值都可能损坏铁氧体珠。当供电电路中的直流偏置达到额定电流的30-40%以上时，铁氧体微珠就会饱和，失去抑制电磁干扰的能力。这样，铁氧体珠的有效电感可降低高达50%。直流偏置的额外增加可以使阻抗降低90%。您可以使用制造商提供的阻抗与负载电流曲线，以找到铁氧体珠处理直流电流，而不达到饱和或失去阻抗。
考虑到铁氧体珠的电阻特性，你还应该为电路中的电压降做好准备。此外，你还需要为铁氧体消耗高频能量时发生的加热做好准备。经常检查制造商的规格，了解最大直流电流和直流电阻额定值。所选铁氧体珠的直流额定值必须大于钢轨所需电流的两倍。
考虑到这些，你的是否有大量的设计考虑因素会影响工作，,或从全面工作。保持你的，,和各种磁性材料检查和最小化最大化你的技术的效率。
无论你正在设计什么，如果你正在考虑使用铁氧体珠，确保你有模拟和分析在你把电路板送去生产之前。抑扬顿挫的OrCAD PSpice软件模拟器将确保为您提供您需要的分析之前和整个设计过程。
如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈．