这个电路上铁氧体磁珠电感的目的是什么?

电器工程 电压参考 铁氧体磁珠
2022-01-13 07:29:15

我正在研究AVR450 应用笔记 - SLA、NiCd、NiMH 和锂离子电池的电池充电器中描述的模拟电压基准电路,原理图如下(从第 38 页复制)。

模拟电压参考原理图

在第 40 页,有一个示意图显示了充电器的 MCU 连接,其中使用了模拟参考电路(下图)。用红色标记的是一个组件(BLM-21),其符号看起来像一个电感器,但我不确定它到底是什么。

铁氧体磁珠电感

我在网上查了一下,好像是铁氧体磁珠电感

我的问题是:

  1. 上述电路中该组件的用途是什么?在我看来,它可能是带有 C9 的 LC 滤波器的一部分。是这样吗?

  2. 如果我省略它会发生什么?

2个回答

是的,它基本上是芯片上模拟 Vdd 的低通 LC(或高频 RC)滤波器(使用 C9)的一部分。铁氧体磁珠的作用类似于直流电的极低电阻(< 1 欧姆),低射频频率的电感器(几个 uH),它们的作用类似于 100MHz 范围内的频率的电阻器(数百欧姆到 1K 或更多)。

铁氧体磁珠通常在电阻区域(相对高频 - 通常为 100MHz)中以欧姆为单位指定,在该区域它们非常有损,但在较低频率时它们具有电感区域。请注意,必须注意这种电路,电源中固有的噪声不会在高 Q 时与铁氧体和电容器谐振,否则磁珠实际上可能会在电源轨上产生更多噪声。可以在此处找到有关珠子的良好参考。如果 SMPS 噪声(或具有谐波)接近谐振并且它随负载或输入电压或温度而变化以进出谐振,则此类事情可能会引起各种悲痛。

http://www.digikey.ca/Web%20Export/Supplier%20Content/TDK_445/PDF/TDK_InCompliance_Aug2010.pdf?redirected=1

如果您简单地忽略它,芯片将无法正常工作,因为 Avcc 将没有电源。如果将其替换为短路,芯片将正常运行,但是您可能会看到 ADC 读数的噪声稍高,并且可能对模拟性能产生其他微妙影响。

R33 可能被认为允许在模拟接地中使用铁氧体磁珠(通常不是一个好主意),或者它可以用作网络连接以强制模拟接地网络和接地之间的单点连接。

铁氧体磁珠充当高频噪声滤波器。磁珠的制造使得某些频率范围(通常是非常高的频率)将激发磁珠内的电流并最终以热量的形式消散,从而有效地从这些频率的噪声中窃取能量。铁氧体磁芯是您在连接到计算机和电视的大多数电缆上看到的。它们是空心圆柱体,缠绕在电缆外部以抑制噪音。

在此处输入图像描述

电路上的铁氧体磁珠包含在芯片内并与线路串联,更像是一个电感器。但制造商通常不会以亨利为单位给出等效的电感值。相反,他们提供了一个图表,显示了不同频率下磁珠的等效阻抗。

例如,电路中 BLM-21 系列的铁氧体磁珠具有如下所示的阻抗与频率图:

在此处输入图像描述

如果您希望在 20MHz 和 1GHz 之间遇到 EMI,您可以选择其中一种磁珠。

该电路的作者显然希望将 MCU 模拟电路上的噪声降至最低。移除铁氧体磁珠(并将 AVCC 与 VCC 短接)可能会也可能不会导致模拟外设不准确,这取决于这些频率中的噪声是否普遍存在。