如何正确使用电感和磁珠

2024-01-21

电感和磁珠不仅在外形上相似,而且功能上也存在很多相同之处,有些应用场景下,两者甚至可以相互替代使用,但是,电感和磁珠之间真的能完全划上等号吗?或许,以下的比较会让你更加清楚地知道两者之间存在的差异。

额定电流:当电感的工作电流超过其额定电流时,电感值将迅速下降,但是,未必会损坏;而磁珠的工作电流超过其额定电流时,将会对其造成损伤;

直流电阻:电感和磁珠都具备一定的直流电阻,应用在电源设计时,会造成一定的直流压降,但是,磁珠的直流电阻相对于同等滤波性能的电感会更小一些,因此造成的压降也就更小,但磁珠的额定电流普遍较小,因此,电感更多地应用于电源设计中;

频率特性曲线:如图所示,当工作频率小于电感的谐振频率时,电感值基本保持稳定,超过后,电感值迅速增大,不过,若频率继续增大到一定程度后,电感值又会迅速减小,与电感类似,当工作频率高于其谐振频率时,磁珠表现为电容性,阻抗迅速减小;

除了上述的基础参数之外,电感和磁珠最大的不同在于其滤波的工作机理:

电感和电容相互配合可以起到低通滤波的作用,但其并没有真正将噪声消除,而是凭借电感极大的电阻,将高频段噪声阻隔并反射回去,并且,凭借电容构建极低阻抗的通道,将这些噪声泄放到地平面中,实际上,噪声仍然在电路中四处游窜,并没有真正意义上地消除噪声的干扰;

磁珠的滤波则不同,如图所示,其阻抗Z由电阻成分R和电抗成分X共同决定,在低频段,X起主导作用,磁珠主要体现为电感性,功能是反射噪声;在高频段,R起主导作用,磁珠主要体现为电阻性,功能是吸收噪声并将噪声转换为热,因此,磁珠更适合于用作抗EMI的器件。

综上所述,磁珠选型时,电路上噪声所处的频带应大于磁珠转换点频率,以便磁珠吸收噪声而非反射噪声;而电路上信号频带尽量小于磁珠转换点频率,以防止有效信号被磁珠衰减。

值得注意的是,如图所示,磁珠的转换点频率(曲线上R和X相等时的频率点)和谐振频率(曲线上Z最大时的频率点),在意义上有所不同。

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