鐵氧體電感工作機(jī)理

鐵氧體電感的工作機(jī)理與普通電感的工作機(jī)理有很大的區(qū)別。普通電感有幾大特性：一是電感中的電流要滯后電壓，二是電感對(duì)不同的交流信號(hào)會(huì)產(chǎn)生不同的感抗，三是電感的儲(chǔ)能作用。這些特性在鐵氧體電感中有的不再存在，有些雖然存在但工作機(jī)理卻不同。普通電感對(duì)交流信號(hào)的抑制作用是利用電感對(duì)交流信號(hào)產(chǎn)生的感抗。鐵氧體電感卻不同，在組成鐵氧體電感的材料中錳鋅鐵氧體在頻率較低時(shí)有較高的初始磁導(dǎo)率大約可以做到幾百到2000以上，但在頻率較高時(shí)它的磁損較大。而鎳鋅鐵氧體雖然初始磁導(dǎo)率較低，但它高頻時(shí)磁損較小，可以工作在較高的頻率上。人們利用錳鋅鐵氧體在頻率較高時(shí)磁損較大的特性，把它做成圓柱形并在其中心穿入一根導(dǎo)線，這樣就做成了鐵氧體電感。當(dāng)交流信號(hào)通過用這種鐵氧體電感時(shí)，頻率較低時(shí)信號(hào)可以很輕松的通過。但頻率較高時(shí)由于鐵氧體的磁損較大，高頻信號(hào)在通過鐵氧體電感時(shí)被鐵氧體的磁損消耗掉，或者說被鐵氧體吸收掉，這就是鐵氧體電感抑制高頻信號(hào)的工作機(jī)理。順便說一聲，美國(guó)的隱形飛機(jī)實(shí)際上就是利用鐵氧體對(duì)微波的吸收作用來實(shí)現(xiàn)的。在飛機(jī)的表面覆蓋一層鐵氧體吸收材料，當(dāng)雷達(dá)波到達(dá)飛機(jī)表面時(shí)，被吸收材料吸收不產(chǎn)生反射，雷達(dá)收不到回波自然也就不會(huì)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)了。這就是隱形飛機(jī)的原理。當(dāng)然實(shí)際情況遠(yuǎn)不會(huì)這樣簡(jiǎn)單

根據(jù)磁性粉末的不同組合主要構(gòu)成兩大類鐵氧體物質(zhì)，錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體。在這兩大類的下面又根據(jù)參雜的物質(zhì)不同可以構(gòu)成不同特性的鐵氧體磁芯，也就是說鐵氧體磁芯有很多不同的牌號(hào)。各種不同的鐵氧體磁芯牌號(hào)都有其自己的特殊用途。

鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導(dǎo)磁率，他可以使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng)用，因?yàn)樵诘皖l時(shí)他們主要呈電感特性，使得線上的損耗很小。在高頻情況下，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實(shí)際應(yīng)用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實(shí)際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián)，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當(dāng)高，以至于電流全部通過電阻。鐵氧體是一個(gè)消耗裝置，高頻能量在上面轉(zhuǎn)化為熱能，這是由他的電阻特性決定的。

鐵氧體電感的參數(shù)也和普通線繞電感有所不同。普通線繞電感是以電感量的大小來評(píng)估電感對(duì)交流信號(hào)的抑制作用。而鐵氧體電感是以高頻信號(hào)通過鐵氧體電感后被吸收多少來評(píng)定的?；蛘哒f某一指定的頻率信號(hào)在通過鐵氧體電感后，對(duì)該信號(hào)的抑制作用相當(dāng)于在回路中串接了多大的等效電阻。因此對(duì)鐵氧體電感性能的評(píng)估不是電感量，而是在某一頻率下所呈現(xiàn)的阻值，它的單位是歐姆。不同牌號(hào)的鐵氧體電感在同一頻率下有不同的阻值，同一牌號(hào)的鐵氧體在不同的頻率下也存在不同的阻值。這些在廠家的技術(shù)手冊(cè)中都可以查到。在實(shí)際應(yīng)用中我們也是根據(jù)電路中的工作頻率范圍，和我們對(duì)所要抑制的頻率信號(hào)大小來選擇鐵氧體電感。

鐵氧體電感主要用于射頻及微波電路中的供電系統(tǒng)的退藕、高速數(shù)字電路供電系統(tǒng)的退藕、以及防止通過電源形成級(jí)間的不良耦合。這點(diǎn)在小信號(hào)多級(jí)放大電路中尤其明顯。在小信號(hào)多級(jí)放大電路中當(dāng)后級(jí)電路的信號(hào)達(dá)到一定的強(qiáng)度，且級(jí)間的相移足以使前級(jí)與后級(jí)的相位差達(dá)到正反饋，此時(shí)如果饋電系統(tǒng)不能有效的抑制信號(hào)通過供電系統(tǒng)的串?dāng)_，則電路極易產(chǎn)生自激，使電路無法正常工作。如果使用普通線繞電感串接在電源回路中再配以退耦電容進(jìn)行電源退藕的話，容易產(chǎn)生的問題是線繞電感本身就有自諧振頻率，如果使用不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生新的干擾源，而且這種干擾源有時(shí)是潛性的，只有在特定條件下才會(huì)出現(xiàn)。這樣對(duì)于解決這類干擾就會(huì)顯得十分困難。若采用小阻值電阻作為退藕用的話，最主要的問題是電阻在全頻帶范圍內(nèi)呈現(xiàn)為一個(gè)恒定的值。10歐姆左右的電阻對(duì)抑制不良耦合不會(huì)有太明顯的效果。阻值大了抑制效果好，但電阻上的電壓降也大，功耗也要增大，這對(duì)電池供電的便攜式設(shè)備極為不利。即使是交流供電大型設(shè)備也會(huì)存在產(chǎn)生新的熱源和解決散熱問題。

鐵氧體電感在解決這類問題時(shí)無疑是最佳選擇。首先，鐵氧體電感的直流電阻僅僅是一段導(dǎo)線的阻值，它所呈現(xiàn)的交流阻抗特性卻是直流電阻的幾十倍到幾百倍。雖然鐵氧體電感隨頻率變化的阻抗特性也有它的極限點(diǎn)，但是它不會(huì)有自諧振頻率。因此在退耦電路中使用是十分有效的。

鐵氧體電感的另一個(gè)應(yīng)用是對(duì)高速信號(hào)傳輸中的尖峰和振鈴的抑制。這種應(yīng)用常見于計(jì)算機(jī)中的顯示器連接線、鍵盤和鼠標(biāo)連接線中。在計(jì)算機(jī)的顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)的連接線上的末端會(huì)有一個(gè)比連接線粗的圓柱體，這個(gè)圓柱體就是鐵氧體磁柱。在這種用途中使用的鐵氧體可以有各種不同的形狀，例如在扁平電纜上使用的抑制振鈴的鐵氧體是一種扁平裝的，只需將扁平電纜從扁平裝的鐵氧體磁芯中間穿過即可。需要說明的是，對(duì)于抑制不同傳輸速率所產(chǎn)生的振鈴需要用不同牌號(hào)的鐵氧體磁芯。具體使用什么牌號(hào)的鐵氧體磁芯，可根據(jù)所傳輸?shù)男盘?hào)速率和鐵氧體磁芯所體現(xiàn)的等效電阻來決定。2100433B

(稀士)正鐵氧體晶體結(jié)構(gòu)和分子式與天然鈣鈦石CaTiO₃相類似的鐵氧體。分子式為RFeO₃，式中R為釔等稀土元素,實(shí)際應(yīng)是稀土正鐵氧體。已研制過的有釔、釓、釤、鋱、釹、镥、鈥、鉺、鐿、銩、鏑以及釓釤鉺釤(混合型)等稀土正鐵氧體。R不為稀士元素的其他形式的正鐵氧體，不具鐵磁性或亞鐵磁性，不在通常的磁性材料之列。屬正交晶系，其中O^2-占據(jù)面心位置，F(xiàn)e³ 占據(jù)體心位置，R³ 占據(jù)頂點(diǎn)位置。具有單軸各向異性，可用作磁泡材料，但磁性較弱，產(chǎn)生的泡徑較大，遷移率較低，是早期用于磁泡技術(shù)的材料，現(xiàn)已被稀土石榴石材料所替代。

軟磁鐵氧體的一種。屬尖晶石型結(jié)構(gòu)。由鐵、錳、鋅的氧化物及其鹽類，采用陶瓷工藝制成。它具有高的起始導(dǎo)磁率。一般在1千赫至10兆赫的頻率范圍內(nèi)使用?？芍谱麟姼衅?、變壓器、濾波器的磁芯、磁頭及天線棒。通常被稱為鐵氧體磁芯。

Mn-Zn ferrite

對(duì)于Mn-Zn鐵氧體材料，降低損耗值是幾代人不懈追求的課題。模擬通信年代，為保證載波通信設(shè)備的穩(wěn)定性，日本NEC/TOKIN公司最早用共沉淀法開發(fā)了優(yōu)鐵氧體2001F和超優(yōu)鐵氧體1000SF材料，其特點(diǎn)是μQ乘積高(1000SF達(dá)1.25×10)，比溫度系數(shù)αF及比減落系數(shù)DF小，特別是磁滯常數(shù)ηB大大減小，因而通信系統(tǒng)總諧波失真THD值小。2100433B