噪聲對策的基礎——噪聲濾片狀鐵氧體磁珠
噪聲對策的基礎知識
這次要為大家介紹的是具有代表性的噪聲對策元件。首先是片狀鐵氧體磁珠，這是一種將鐵氧體磁珠電感器加工成SMD（表面貼片式）形狀的產品。
鐵氧體磁珠是一種將導線穿過鐵氧體的元器件
圖1是引線型鐵氧體磁珠電感器的外觀示例。它的結構很簡單，導線從鐵氧體中貫穿而過。雖然不像一般的線圈那樣纏繞而成，但當電流穿過導線時會在磁芯中產生磁感應，因此鐵氧體磁珠就起到了電感器的作用。此外，由于鐵氧體材料在高頻下損耗較大，因此高頻中的電流能在鐵氧體中得到過濾，從而能夠有效吸收噪聲。
片狀鐵氧體磁珠通過疊層而形成了電感器的構造
片狀鐵氧體磁珠就是將鐵氧體磁芯電感器做成貼片式的產品，圖2是其最具代表性的結構。通過在鐵氧體層之間組成導體線圈，并經過一體化加工煅燒后實現了立體的線圈結構。
除了片狀以外，還通過將內部加工成線圈結構，獲得了比起僅僅由一根導線通過的引線型磁珠電感器更大的阻抗值。（實際也存在采用了僅有導線通過這一結構的片狀鐵氧體磁珠）。這一結構基本上與片狀疊層電感器相同，但與電感器的不同之處在于鐵氧體材料更適合于噪聲對策。圖3是片狀鐵氧體磁珠阻抗頻率特性的例子。從圖中可以看出，與電感器基本相同，它的阻抗也是隨著頻率的上升而增大，將其串聯在電路中可以起到低頻濾波器的作用。在普通電感器的阻抗值（Z）里，主要是電抗成分（X），而片狀磁珠則由于采用了高頻范圍損耗較大的鐵氧體材料，因此高頻段中主要是電阻成分（R）。由于電抗成分不會損耗而電阻成分會出現損耗，因此片狀磁珠比起一般的電感器來說其吸收噪聲能量的性能更好，噪聲抑制的效果也更好。
根據用途可選擇不同的阻抗曲線
一般來說，片狀鐵氧體磁珠是以100MHz的阻抗值來決定其規格的。但與此同時，也存在著諸多擁有相同阻抗值的不同產品，這是因為它們的曲線形狀各不相同。圖4所示的就是其中一例。BLM18AG601SN1與BLM18BD601SN1都是100MHz阻抗值為600Ω的片狀鐵氧體磁珠，但從它們的阻抗波形可以看出，與BLM18AG601SN1較為平穩上升的曲線相比，BLM18BD601SN1的曲線則呈急速上升的趨勢。
由于上升曲線較為平穩的片狀鐵氧體磁珠低頻范圍阻抗就開始增加，因此可以從低頻到高頻的較大范圍內抑制噪音，但當信號頻率較高時，則可能會出現信號頻率也同時衰減的情況。與此相比，曲線呈急速上升趨勢的磁珠則因為阻抗僅在高頻范圍內增加，因此在高頻區域能夠在不對信號造成影響的情況下實現噪聲抑制。由此可見，在選擇片狀鐵氧體磁珠時應根據信號的頻率以及想要抑制的噪聲頻率來進行考慮。
通過對內部結構的改進來改善高頻段的阻抗
通過前記圖3中介紹的片狀鐵氧體磁珠阻抗頻率特性可以看出，阻抗值以400-500MHz范圍為界開始減少。這是由于片狀磁珠的結構所帶來的影響。一般來說，電感器的阻抗會隨著頻率的上升而逐步增大。然而，如圖5所示，普通的片狀鐵氧體磁珠內部在繞線始端（入口）和終端（出口）附近會存在相互較為接近的部位。由于這個部分會發生靜電耦合（存在一個微型電容的狀態），高頻電流通過這里時會出現不容易受電感器阻抗影響的情況。由于頻率越高，靜電耦合部分越容易通過，因此頻率越高所顯示的阻抗也就越低。
為了解決這一問題，就需要對繞線始端與終端接近這一構造進行改善。圖6就是為了改善高頻特性而對片狀鐵氧體磁珠的內部結構進行了調整的一例。通常，片狀鐵氧體磁珠的導體線圈的軸是垂直方向的（也就是縱向繞線），而改良了高頻特性的磁珠的導體線圈的軸則是水平方向的。通過這一改動，增大了線圈繞線始端與終端之間的距離，阻抗開始減少的起始頻率就得到了大幅度提高。
除上述以外，片狀鐵氧體磁珠還有大電流型、小型化等各種不同的規格，用戶可以從中選擇最適合自己用途的產品。
文章來源：村田制作所官網 擔當：村田制作所 元器件事業本部 銷售推進企劃部 三屋 康宏
編輯：admin 最后修改時間：2017-12-13
