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磁珠

a passive electric component used to suppress high frequency noise in electronic circuits
(重定向自鐵芯
黑色USB纜線中鼓起部份即為磁珠
一個穿在纜線上,但沒有塑膠包覆層的磁珠
夾扣形的磁珠
小的環形電感,電纜線也是以相同的方式繞在磁珠上

磁珠是一種被動元件,用來抑制電路中的高頻雜訊。磁珠是一種特別的扼流圈,其成份多半為鐵氧體,利用其高頻電流產生的熱耗散來抑制高頻雜訊。磁珠有時也稱為磁環、EMI濾波器、鐵芯[1]

最簡單的磁珠是鐵氧體的環狀電感英语Toroidal inductors and transformers,導線可以繞在上面,也有夾扣形的磁珠,可以直接扣在纜線上。磁珠也有作為可以焊接在電路板上的電子元件,甚至有SMD封裝的磁珠元件[2]

概述编辑

磁珠可用來防止二種不同方向的干擾:由設備流出的(電磁干擾,EMI),以及由外界進入設備的(電磁耐受,EMS)[1] 。若導線上有射頻的訊號,導線會像天線一様傳送能量,因此形成无意辐射体英语unintentional radiator,若要通過電磁相容性法規,會需要考慮加裝磁珠以降低電磁干擾[3] 。相對的.若有其他電磁干擾的來源(例如家電),磁珠也可以避免導線成為天線來接收來自其他設備的雜訊,尤其在信號線(像USB線)及醫療器材上常有類似的處理[1]

大的磁珠常用在外部的配線上,也有許多各種不同小尺寸的磁珠,可以作為電路板上的元件。鐵氧體磁珠是一種電感器,可以形成被動低通滤波器。繞在磁珠上導線的外形、纏繞批圈數及電磁學特性會決定磁珠對於高頻信號的阻抗,因此可以衰減高頻的EMI(電磁干擾)/RFI(射頻干擾)。能量可能會反射回電纜,或是被鐵氧體磁芯所吸收,轉換為熱量散佚。只有在極端情況下會出現明顯的發熱。

一個理想電感不消耗能量,但電感的電抗會阻礙高頻電流的流動。鐵氧體磁珠可以加在電感上來加強抵抗電磁干擾的能力。鐵氧體會使磁場集中,增加電感,因此電抗會將雜訊濾掉,再者,若鐵氧體磁珠經過特殊設計,使其有小的Q因數,會因為鐵氧體本身的能量散逸而將雜訊的能量轉換為熱能。因此鐵氧體磁珠一般會設計為有低Q因數的電感元件[4]。產生的熱量會使鐵氧體變熱,但一般情形下所產生的熱量是可忽略的。若信號大到可以產生干擾,或是對敏感的電路產生不好的效果。雜訊的能量一般不會太大。有些應用會需要鐵氧體類似電阻的熱損失特性,但還是視應用而定。

當鐵氧體用來提昇雜訊濾波效果時,需要考慮其電路特性以及要過濾雜訊的頻率範圍。不同的鐵氧體材料有不同的頻率特性,需配合供應商的文件,來找到特定頻率範圍下最適用的鐵氧體材料。

鐵氧體磁珠雖然是一電感器,但因為考量的是特定頻段的阻抗特性,因此其規格也會和一般電感器不同,鐵氧體會以特定頻率下的阻抗(單位歐姆)為其規格,例如22R@100MHz是表示在100MHz的頻段其阻抗為22歐姆,一般在規格書中也會列出磁珠在不同頻段下的阻抗特性[5]

若要在已有的電纜線上加裝雜訊濾波器,磁珠是最簡單也最便宜的方法中的一種。若磁珠是鐵環狀,且電纜線夠細,可以直接將電纜線在磁珠上繞5-7圈,也有鉗形(夾扣形)的磁珠,可以直接扣在纜線上,雖然纜線沒有繞在磁珠上,但磁珠上的電感會增加纜線的自感,因此還是可以吸收高頻雜訊的能量,轉換為熱能。若纜線無法固定住磁珠,磁珠可以用束線帶固定,若磁珠中心的孔夠大,也可以直接將纜線在磁珠上繞一至多圈。

相關條目编辑

參考資料编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Vanhoenacker, Mark. What Is That Little Cylinder on My Computer Wire?. Brow Beat. Slate. Nov 1, 2012 [2012-11-03].  外部链接存在于|work= (帮助)
  2. ^ 噪声对策的基础 【第4讲】 噪声滤片状铁氧体磁珠. 村田製作所. 2011-06-14 [2013-07-07]. 
  3. ^ 磁珠在开关电源电磁兼容设计中的重要性与应用. 汕头市粤威实业有限公司. [2013-07-07]. [永久失效連結]
  4. ^ Joseph J. Carr RF Components and Circuits, Newnes, 2002 ISBN 978-0-7506-4844-8 pages 264-266
  5. ^ CBG常備貼片磁珠規格書下載. [2013-07-07]. 

外部連結编辑