电缆上有什么铁氧体铁芯?

2022年6月28日

关键的外卖

将铁氧体磁芯建模为低通滤波器。
了解低通滤波器的频率响应。
铁氧体磁芯损耗特性的重要性。

USB线末端的铁氧体磁芯

下次你插上笔记本充电器时，仔细看看设备的电缆端。很有可能，在那里有一些你已经看过一千次而没有进一步思考的东西:铁氧体核心。

铁氧体磁芯也称为铁氧体珠或扼流圈，是在EMI管理中发挥重要作用的普通圆柱体。铁氧体磁芯在许多地方都有发现;大多数布局工程师会在稳压器电路中的电源轨道周围遇到它们作为SMD封装。虽然铁氧体铁芯有很多应用，但本文将重点介绍铁氧体铁芯在电缆上的用途。

简化铁氧体磁芯电路类比:低通滤波器

铁氧体磁芯的作用是电磁干扰保护;它可以起到低通滤波器的作用，为相关设备提供保护。大多数设计师都对低通滤波器设计有一些天生的熟悉，即使他们不知道它的功能;一个简单的RC电路提供无源低通滤波能力。虽然有许多不同类型的低通滤波器方向，系列RC配置与输出测量跨电容器提供了一个很好的出发点，以描述铁氧体核心的整体功能。

电压降

记住，最重要的是:电容器在低频时起开路作用，在高频时起短路作用。通过基尔霍夫电压定律时，两个分量的电压降之和必须为回路中的总电压。电压降取决于任何一个元件的值吗?答案是在一定程度上，是的，但假设电阻器和电容器的值已经设置，唯一的变量是频率。回想电容器和电感有一个虚数对应的实数电阻;这被称为电抗，或者，在这种情况下，电容电抗。电阻和电抗归结为矢量获取阻抗．

RC电路作为分压器

利用阻抗，RC电路可以作为一个分压器。对于一个快速的概念评估，不需要导数方程替换或偶数值，但要知道电抗项在低频时增加，在高频时减少。本质上，阻抗的电抗项将在某一截止频率以下占主导地位，因此电容器起开路作用，而阻抗的电阻项将在同一频率以上占主导地位，因此电容器起短路作用。

低通滤波器的频率响应

理解是什么导致电路的行为低通滤波器是一个开始，但还需要进一步充实过滤器的运作方式。如前所述，截止频率是电路功能改变的点。在它下面，信号通过而没有衰减或增益，但在它上面，信号向下衰减。在截止频率上会发生什么?截止频率定义为-3dB或半功率点，其中输出信号的功率下降一半。进一步，它是阻抗的电阻和电抗分量彼此相等的点，导致衰减因子为22。低通电路的动态响应选择性地允许信号在截止频率及以上的衰减。

低通滤波器形式

同样，低通滤波器可以有多种形式——串联RC电路只是众多配置中的一种。铁素体珠，事实上，可以认为是代表一个非理想电感，但这不是难以置信的帮助。毕竟，现实世界中的每个电感器都是非理想化的!与上面概述的电容器类似，非理想电感的阻抗受其电阻和感抗的影响。就像上面的RC模型一样，有一个串联电路，但这次它是RL，输出通过电阻。电感在频率方面的作用与电容器相反:它在低频时起短路作用，在高频时起开路作用。因此，在低频时，电流流过电路没有问题，但一旦达到截止频率及以上，电感器更接近于短路。这样，铁氧体磁珠的功能，尽管是不同的电路配置，反映了RC低通滤波器的所有上述信息。

RC低通滤波器-注意电压是通过电容测量的，而不是电阻

电缆上有什么铁氧体铁芯?

那么，铁氧体铁芯到底是用于电缆上的什么呢?的铁氧体磁芯与串联RL电路有关;当通过电阻测量输出时，它可以精确地建模为低通滤波器。然而，这只是电感器的基本功能。铁氧体磁芯和电感在处理能量的方式上有所不同。

电感器储存磁能，类似于储存电能的电容器。铁氧体珠对能量储存不感兴趣以热量的形式消耗能量的．低效率的原因是什么?存储在感应线圈中的磁能会与电路中其他地方的寄生电容相互作用，并引起振铃，这对于避免电源线和电缆接口等东西来说是非常重要的。实际上，铁氧体磁芯降低了设备之间的电磁干扰，阻止电缆传输射频信号或接收射频信号。