在进行PCB设计时,正确的磁珠选用对于电路的性能和稳定性至关重要。贴片磁珠和贴片电感的选择主要取决于其应用领域。贴片电感通常用于谐振电路中,而贴片磁珠在消除不需要的EMI噪声方面表现更佳。
需要明确磁珠和电感的工作原理和区别。电感主要用于储能,因此常用于中低频的滤波电路中,如LC振荡电路。而磁珠则主要利用其阻抗特性来滤除高频噪声和干扰。磁珠的阻抗值通常以欧姆为单位,而非电感的单位亨特。这是因为在特定频率下,磁珠阻抗的大小与其对高频信号的衰减程度有关。在磁珠的规格书(DATASHEET)上会提供不同频率下的阻抗特性曲线,以帮助工程师选择符合应用要求的磁珠。
为了有效抑制EMI噪声,磁珠的选型需要考虑多个因素。例如,不同材料和形状的磁珠具有不同的频率抑制范围。通常,高磁导率的磁珠适合抑制低频信号,而体积较大的磁珠则抑制效果更好。除此之外,研究指出,在相同的体积条件下,长而细的形状的磁珠抑制效果优于短而粗的,而内径较小的磁珠具有更好的抑制效果。在存在直流或交流偏流的情况下,需要考虑铁氧体的饱和问题,横截面大的铁氧体不易饱和,能承受较大的偏流。
在实际应用中,磁珠和磁环可用于吸收差模干扰或共模干扰。为了提高电感量,还可以采取在磁环上绕线的方法。合理的布局和安装位置对于发挥磁珠和磁环的最佳效果非常重要。例如,它们应尽可能安装在靠近干扰源的地方,以及在输入/输出电路的屏蔽壳体进出口处。
磁珠在电路中的作用是多方面的。它能吸收传输线上的高频干扰信号,不会在系统中产生新的零极点,保持系统稳定性,并与电源滤波器配合使用,补充滤波器在高频端的性能不足,改善整体滤波特性。磁珠特别适合用于吸收信号线和电源线上的高频噪声和尖峰干扰,包括射频电路、PLL振荡电路和高频率存储器电路等。
选择贴片磁珠时,要考虑到所要抑制的信号频率范围、噪声源、PCB板上的安装空间、所需的噪声衰减值和环境条件(如温度、直流电压和结构强度)以及电路和负载阻抗等。通过分析厂家提供的阻抗频率曲线,选择在需要抑制噪声的频率范围内具有最大阻抗,而在低频和直流下信号衰减最小的磁珠型号。此外,贴片磁珠在过大的直流电压下可能会受到阻抗特性的影响,因此也需要考虑实际电路中的电压条件。
总而言之,正确的磁珠选型对于抑制EMI、改善电路滤波性能和保证系统稳定性具有重要作用。在设计阶段,工程师应当根据电路的具体要求,参考磁珠的阻抗频率特性曲线,综合考虑各种因素,选择最适合的磁珠来优化电路设计。