EMC 基础知识：片状磁珠铁氧体和解读数据表
在本文中，我们将讨论片状磁珠铁氧体的详细信息以及如何根据数据表中的规格挑选它们。我们将讨论片状磁珠铁氧体是什么、如何工作、如何挑选合适的部件，以及如何正确使用。
什么是片状磁珠铁氧体？
片状磁珠铁氧体只不过是一个电感器。它用于消除电源电压线路、接地平面和数据信号上的高频噪声。
记住能量守恒定律，它指出能量既不能被创造也不能被破坏——它只能被转换。这正是片状磁珠铁氧体在此应用中所做的。它正在将不需要的信号能量转化为热能。换句话说，它将不需要的信号转化为热量。
为了最大化无用信号的阻抗，需要选择具有最佳特性的合适材料来吸收试图衰减的特定频率。这种材料还必须是不导电的，以确保它不会使电源线短路。Würth Elektronik|伍尔特电子 的所有片状磁珠铁氧体都使用镍锌，因为它是非导电材料。
最终，将会得到一个频率相关的电阻。从下图中，可以看到片状磁珠铁氧体的寄生效应。我们需要始终注意这些，因为片状磁珠铁氧体具有电感、电容和电阻。在本文中，我们将进一步探讨。
片状磁珠铁氧体的 X 射线视图
此图展示了片状磁珠铁氧体的 X 射线。请记住，绕组不绝缘，铁芯不导电。
可以看到，大电流贴片磁珠铁氧体的绕线要粗一些。那是因为它必须处理更高的电流；因此，可以水平缠绕它。
高频贴片磁珠铁氧体需要绕组数最大化，所以采用垂直绕线的方式来利用空间。
想象一下它们的侧面，可以看到最好将拥有的空间量用于尝试使用的应用：高电流或高频。
感抗
感抗是初级电流与螺旋绕组中的感应电流对抗的结果。这是基于楞次定律，该定律指出感应电流必须沿与初级电流相反的方向流动。
正如在此图中看到的，感抗（或 XL）是频率和电感的函数。
在任何电感中，首先有初级电流流过电感器的导线。这会产生与绕组耦合的磁场，然后产生与初级电流相反方向流动的感应电流。这最终会导致相反的电流，我们称之为电感。
如何解读片状磁珠铁氧体数据表
片状磁珠铁氧体具有电感、电阻和电容。从图表中，可以看到以蓝色、绿色和黄色显示的这些特征。 这是片状磁珠铁氧体的典型数据表，显示了三种曲线：Z 是阻抗，XL 是感抗，R 是零件的电阻率。
交叉频率是感抗和电阻率相遇的地方，此处显示为红色和蓝色虚线。低于交越频率，感抗高于电阻率；因此，该部件更适合用作电感。
任何高于交叉频率的东西，都会看到更高的电阻率；因此，该部件更适合用作这些频率的滤波器——一直到自谐振频率或SRF。SRF是没有感抗的最高点，阻抗和电阻率也都在最高点。
片状磁珠铁氧体的主要目的是阻挡不需要的交流噪声频率。SRF 上的任何东西都会变成电容性的，它会通过交流电并阻止直流电。 因此，如果需要滤波器，就不要在片状磁珠铁氧体的电容区。换句话说，可以使用片状磁珠铁氧体作为电容，但这不是预期的用途。
降额
与其他磁性技术一样，当选择片状磁珠铁氧体时，密切注意热量是非常重要的。
请记住，如果正在将电能转化为热能，并将其作为热量散发出去，这意味着部件的温度会升高，因此还必须了解所处的环境温度。
有时需要降低电流，因为磁芯对温度非常敏感。对于商业级产品，我们使用的核心材料的最高工作温度为 125℃。那是因为在 125℃ 以上，我们接近居里温度，磁导率下降到 1。需要注意的是，居里温度是材料开始失去磁性的温度。
在此，我们将以环境温度高于 85℃ 的产品为例进行说明。我们在数据表上指定在 5 安培下使用时温度比环境高 40°。
请注意，由于该部件的环境温度为 85°，温升为 40°，因此最高工作温度为 125℃。所以温度不能再升高了，否则会超过推荐的最高工作温度。
在这种情况下，我们的环境温度为 105℃。加上 40° 的温升，现在我们超过了 125° 的最大工作温度，这意味着我们必须降低部件的额定值。如果按照图表进行操作，会发现在 125℃ 时我们必须将电流额定低于 50%。沿着那条线到 105℃，如果转到 Y 轴，则会看到它引导至 50%。
因此，根据我们的数据表，在 2.5 安培时，温度会升高 20°。105℃ 的环境温度和 20° 的温度升高的结果，保障在 125℃ 的最高工作温度下安全运行。
我们在这里使用了一些简单的数字来展示一个简化案例。真实的数字可能更复杂。不过，这是必须执行的流程，以确保部件处于最高工作温度下仍能正常运行。
添加电流
我们设定我们的片状磁珠铁氧体具有零偏置。这意味着我们只显示在没有电流流过该部件的情况下将获得的阻抗。
例如，此图显示 0 安培时的阻抗为 330 欧姆。如果增加流过零件的电流，就会使磁芯饱和。
一旦添加电流，阻抗就会下降，频率就会发生变化。我们可以提供针对这些情况的LTspice模型，但仅适用于我们的高电流片状磁珠铁氧体。
如何选择合适的铁氧体
那么，最大的问题是：如何选择合适的片状磁珠铁氧体？
答案是视情况而定。根据应用，需要考虑噪声的频率范围、噪声源、所需的衰减量、环境、电路的电气参数，以及其他常见因素——空间和成本。
因此，根据情况的优先级和正在进行的设计，综合考虑所有可能的影响因素。
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