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磁珠的选择与失效

      磁珠磁环的主要失效机理是机械应力和热应力。作为导磁材料,磁珠磁环的脆性较强,在受到外部机械应力(如冲击、碰撞、PCB翘曲)的时候,磁珠本体易出现裂纹。因此磁珠和磁环的使用需要注意以下事项:

1. 磁珠在PCB板上布局安装时,不得在直插接插件的3cm范围内,平插接插件不受此限制;

2. 磁环在导线上安装后,需要进行固定,固定材料使用硅胶,热熔后粘接方式固定;

3. 磁珠的失效机理之一是热失效,失效的原因是磁珠上通过了较大的电流,电流在磁珠的直流电阻Rdc上产生热耗(Q=I2*Rdc),热量较大不能及时被散掉,会导致磁珠整体受热不均匀,从而产生内应力导致出现裂纹,裂纹的出现,使导磁材料的导磁性能受到损伤,因此高频波动信号在导磁材料上的磁力线传输受到影响,使滤波效果变差。

        示例:电源额定电压3.3V、额定电流300mA,电路板上的远端IC要求电源电压最低不得低于3.0V,并且要求对于100MHZ、300mVpp的噪声,经过磁珠滤波后能达到50mVpp的水平,请问磁珠应如何选型?

解:

①     则对于100MHz的信号,300mV的噪声需要滤波后衰减到50mV,意即在磁珠上分压要达到250mV,假设负载RL=50Ω,如(图1)。则Rac/RL=250/50,其中RL=50Ω,得Rac=250Ω(在100MHz时)

②     电源额定电流300mA,降额系数按照0.75,则选择最小额定电流不低于300mA / 0.75 = 400 mA的磁珠;

③     IC要求电源电压最低不得低于3.0V,则磁珠上直流电阻Rdc上的最大压降须不大于0.3V,如(图2),即300mA * Rdc < 0.3 V,得Rdc < 1 Ω。


④     综上计算,得出为满足题目要求的条件,需选择磁珠指标符合以下要求:Rac≥250Ω(在100MHz时)、额定电流不低于400mA、Rdc<1 Ω。


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