CN102129485A - 磁珠建模方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁珠建模方法，包括依据磁珠的功能定义磁珠模型的组成元件；建立磁珠模型；获取一种型号的磁珠的阻抗随频率变化的特征曲线；依据获取的特征曲线的特征确定所述磁珠模型中各组成元件的参数；及依据计算求取得各组成元件的参数来对所述磁珠模型进行仿真，并将仿真得到磁珠模型的阻抗随频率变化的特征曲线与上述获取的特征曲线进行对比从而对磁珠模型的优化。本发明可以正确应用磁珠来准确确定高频状况下磁珠对电路的影响的评估。

Description

磁珠建模方法
技术领域
本发明涉及一种磁珠建模方法。
背景技术
在对电路板设计中，磁珠往往会被等效为一电感与一电阻的串联。但根据电感的特性可知，电感在高频条件下随着频率的升高阻抗会增加。而根据磁珠的特征可知，磁珠在高频状况下随着频率的升高阻抗减小，这样将磁珠等效为一电感与一电阻的串联无法得到在高频状况下磁珠对电路的影响的评估和计算，从而无法正确应用磁珠。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种磁珠建模方法，以正确应用磁珠。
一种磁珠建模方法，包括以下步骤：
依据磁珠的功能定义磁珠模型的组成部分；
建立磁珠模型；
获取一种型号的磁珠的阻抗随频率变化的特征曲线；
依据获取的特征曲线的特征确定所述磁珠模型中各组成部分的参数；及依据各组成部分的参数来对所述磁珠模型进行仿真，并将仿真得到磁珠模型的阻抗随频率变化的特征曲线与上述获取的特征曲线进行对比从而对磁珠模型进行优化。
通过利用本发明，其可定义磁珠模型的组成部分并建立磁珠模型，并依据获取的特征曲线的特征确定所述磁珠模型中各组成部分的参数，再依据计算求取的各组成部分的参数来对所述磁珠模型进行仿真，并将仿真得到磁珠模型的阻抗随频率变化的特征曲线与上述获取的特征曲线进行对比来优化所述磁珠模型，以正确使用磁珠来准确确定高频状况下磁珠对电路的影响的评估。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1是本发明磁珠建模方法的较佳实施方式的流程图。
图2是应用图1磁珠建模方法获得的磁珠模型图。
图3是一磁珠的阻抗随频率变化的特征曲线图。
图4是应用图1磁珠建模方法获得的磁珠模型仿真后得到的阻抗随频率变化的特征曲线图。
主要元件符号说明
  磁珠模型   1
  特征曲线   31
  电感元件   L
  热耗电阻   Rs
  电容元件   C
  直流电阻   Rdc
具体实施方式
请参考图1及图2，本发明磁珠建模方法用于对磁珠进行建模，从而可以正确应用磁珠。本发明磁珠建模方法的较佳实施方式包括以下步骤：
步骤S101，依据所述磁珠的功能定义磁珠模型1的组成部分，包括一电感L、一电容C、一热耗电阻Rs及一直流电阻Rdc。由于电感L在传输过程中会产生热损失，故所述磁珠模型1的组成部分还包括一热耗电阻Rs。由于每个元件在直流传输过程中都会有损耗，故所述磁珠模型1的组成部分还包括一直流电阻Rdc。
步骤S102，建立磁珠模型1(见图2)，在磁珠模型1中，所述电感L、所述电容C、所述热耗电阻Rs及所述直流电阻Rdc之间的连接关系为所述电感元件L、所述电容元件C及所述热耗电阻元件Rs并联后与所述直流电阻元件Rdc串联。所述磁珠模型1形成了两个电流路径P1及P2(见图2)，所述电流路径P1发生在低频状况下，所述电流路径P2发生在高频状况下。在其它实施方式中，所述磁珠模型1也可以由其他元件及其他数量的电容C、电感及电阻组成，如所述电感L可以由两个电感串联组成，所述热耗电阻Rs也可以由两个热耗电阻串联组成，且每一个热耗电阻Rs并联一个电感。
步骤S103，获取一磁珠(如型号为SBK160808T-601Y-S)的阻抗随频率变化的特征曲线图(见图3)。通过磁珠的技术规格书中获取磁珠的阻抗随频率变化的特征曲线31，在其它实施方式中，也可以选取其他的型号的磁珠的阻抗随频率变化的特征曲线。
步骤S104，根据获取的磁珠阻抗随频率变化的特征曲线31的特征确定磁珠模型的组成元件的参数。
首先，确定所述直流电阻Rdc的参数，通过磁珠的技术规格书可以查到所述直流电阻Rdc的参数0.5ohm，即Rdc＝0.5ohm。
其次，确定所述电感L的参数，在所述特征曲线31上选定一小于谐振频率(对应最大阻抗值的频率)的频率，如频率F＝9MHz，从特征曲线31上确定其对应的阻抗值Z＝100ohm，将F＝9MHz及Z＝100ohm代入阻抗求取公式Z＝2πFL中，求得电感L的参数，即L＝107684mH。
再次，确定所述热耗电阻Rs的参数R，在所述特征曲线31中选定谐振频率F1＝200MHz，从所述特征曲线31上确定其对应的阻抗值Zm＝700ohm。根据谐振的特性，所述电感L与所述电容C发生并联谐振，相当于断路状态，故在谐振频率处阻抗值为所述热耗电阻Rs的电阻值与所述直流电阻Rdc的电阻值之和，可求得所述热耗电阻Rs的参数，即Rs＝Zm-Rdc＝699.5ohm。
最后，确定所述电容C的参数，根据谐振频率求取公式
Figure G201010300415220100119D000031
将F1＝200MHz及L＝107684mH代入谐振频率求取公式到
Figure G201010300415220100119D000032
中，可求得所述电容C的参数，即C＝0.35811pF。
步骤S105，对磁珠模型进行仿真，并将仿真后的磁珠阻抗随频率变化的特征曲线41(见图4)与图3中的特征曲线31进行对比从而对验证模型进行优化。
在其它实施方式中，在确定所述电容C及所述电感L时也可以选取其它低于所述谐振频率的频率，并确定其对应的阻抗值。所述步骤S104对所述磁珠模型1的组成部分的参数的确定可根据所述组成变化而相应改变。
通过利用本发明，可建立磁珠模型，从而可把磁珠模型置于电路中进行仿真，以正确应用磁珠来准确确定高频状况下磁珠对电路的影响的评估。

Claims (3)

1.一种磁珠建模方法，包括以下步骤：
依据磁珠的功能定义磁珠模型的组成部分；
建立磁珠模型；
获取一种型号的磁珠的阻抗随频率变化的特征曲线；
依据获取的特征曲线的特征确定所述磁珠模型中各组成部分的参数；及
依据各组成部分的参数来对所述磁珠模型进行仿真，并将仿真得到磁珠模型的阻抗随频率变化的特征曲线与上述获取的特征曲线进行对比从而对磁珠模型进行优化。
2.如权利要求1所述的磁珠建模方法，其特征在于：所述磁珠模型的组成部分包括一电感、一电容、一热耗电阻及一直流电阻，在磁珠模型中，所述电感、所述热耗电阻、所述电容及所述直流电阻之间的电气连接关系为所述电感、所述热耗电阻及所述电容并联后与所述直流电阻串联。
3.如权利要求2所述的磁珠建模方法，其特征在于：所述参数的确定包括如下步骤：
通过查询磁珠技术规格书，直接确定所述直流电阻的参数；
在获取的特征曲线上选取一小于谐振频率的频率，并确定该频率对应的阻抗值，并将选取的频率及阻抗值代入阻抗求取公式Z＝2πFL中，求得所述电感的参数；
在获取的特征曲线上选取谐振频率，并确定该谐振频率对应的阻抗值，该谐振频率对应的阻抗值为所述直流电阻与所述热耗电阻的阻抗值之和，将该谐振频率对应的阻抗值减去所述直流电阻的阻值求得所述热耗电阻的参数；及
将上述选取的谐振频率及求得的电感的参数代入谐振频率求取公式
Figure F201010300415220100119C000011
中，求得所述电容的参数。
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