磁珠:電子元件-中文百科頻道

簡介

磁珠的全稱為鐵氧體磁珠濾波器(另有一種是非品合金磁性材料制作的磁珠)，是一種抗幹擾元件，濾除高頻噪聲效果顯著。

鐵氧體材料的特點是高頻損耗非常大，具有很高的導磁率，使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下産生的電容最小。當磁珠中有電流穿過時，鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什麼阻抗，而對較高頻率的電流會産生較大的衰減。

對于抑制電磁幹擾用的鐵氧體，最重要的性能參數為磁導率u和飽和磁通密度Bs。它的等效電路為一個電感和一個電阻串聯，兩個元件的值都與磁珠的長度成比例。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構成的電感阻抗是随着頻率的升高而增加。高頻電流在其中以熱量形式散發。

在低頻段，阻抗由電感的感抗構成。低頻時R很小。磁芯的磁導率辏高，因此電感量較大，L起主要作用，電磁幹擾被反射而受到抑制，并且這時磁芯的損耗較小．整個器件是一個低損耗，高Q特性的電感。這種電感容易造成諧振．因此在低頻段有時可能出現使用鐵氧體磁珠後．幹擾增強的現象。

在高頻段，阻抗由電阻成分構成，随着頻率升高，磁芯的磁導率降低，導緻電感的電感量減小，感抗成分減小。這時磁芯的損耗增加，電阻成分增加，導緻總的阻抗增加。當高頻信号通過鐵氧體時，電磁幹擾被吸收并轉換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體磁珠廣泛應用于印制電路闆，如在印制闆的電源線入口端套．上磁珠(較大的磁環)，就可以濾除高頻幹擾。鐵氧體磁環或磁珠專用于抑制信号線、電源線上的高頻幹擾和尖峰幹擾。它也具有吸收靜電放電脈沖幹擾的能力。

電感是儲能元件，而磁珠是能量轉換(消耗)器件。電感多用于電源濾波回路，側重于抑制傳導性幹擾；磁珠多用于信号回路，主要用于EMI(電磁兼容)方面。磁珠用來吸收超高頻信号，例如在一些RF電路、PLL、振蕩電路、含超高頻存儲器電路等。都需要在電源輸入部分加磁珠。

磁珠的單位是歐姆，是按照它在某一頻率下産生的阻抗來标稱的。磁珠的數據參數表(DATASHEET)上，一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖，常以100MHz為标準，比如600R@100MHz，意思就是在100MHz頻率時磁珠的阻抗相當于600歐姆。

例如某磁珠參數為120Ω，25％,3A，1206，是指在頻率100MHz時，阻抗值為Ω，允許誤差是±25％，允許穿過的标稱最大電流為3A；1206是外形尺寸，陝制：英寸)等同于JIs／IEC3216(國際單位制：毫米)，即長3.2mm、寬1.6mm。

磁環和磁珠對高頻成分起吸收作用。也稱為吸收濾波器。普通濾波器由無損耗的電抗元件構成，又叫反射濾波器。當反射濾波器與信号源阻抗不匹配時，就會有一部分能量被反射回信号源，造成幹擾電平的增強。為解決這一弊端，可在濾波器的進線上使用鐵氧體磁環或磁珠，利用它們對高頻信号的渦流損耗，把高頻成分轉化為熱損耗。．磁珠抑制開關噪聲屬于主動抑制型。

通常噪聲濾波器隻能吸收已發生的噪聲，屬于被動抑制型。磁珠則能抑制開關噪聲的産生，屬于主動抑制型。磁珠可廣泛用于高頻開關電源、錄像機、電子測量儀器、以及各種對噪聲要求非常嚴格的電路中。

不同的鐵氧體抑制元件。有不同的最佳抑制頻率範圍。通常磁導率越高，抑制頻率越低。此外，鐵氧體體積越大，抑制效果越好。在體積一定時，長而細的形狀比短而粗的抑制效果好。内徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下，還存在鐵氧體飽和的問題，抑制元件橫截面越大，越不易飽和，可承受的偏流也越大。

原理

作為電源濾波，可以使用電感。磁珠的電路符号就是電感但是型号上可以看出使用的是磁珠在電路功能上，磁珠和電感是原理相同的，隻是頻率特性不同罷了磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成，磁珠把交流信号轉化為熱能，電感把交流存儲起來，緩慢的釋放出去。磁珠對高頻信号才有較大阻礙作用，一般規格有100歐/100mMHZ,它在低頻時電阻比電感小得多。鐵氧體磁珠(FerriteBead)是目前應用發展很快的一種抗幹擾組件，廉價、易用，濾除高頻噪聲效果顯着。

功用

磁珠的功能主要是消除存在于傳輸線結構（電路）中的RF噪聲，RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信号，而射頻RF能量卻是無用的電磁幹擾沿着線路傳輸和輻射（EMI）。要消除這些不需要的信号能量，使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色（衰減器），該器件允許直流信号通過，而濾除交流信号。通常高頻信号為30MHz以上，然而，低頻信号也會受到片式磁珠的影響。

磁珠有很高的電阻率和磁導率，等效于電阻和電感串聯，但電阻值和電感值都随頻率變化。他比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現阻性，所以能在相當寬的頻率範圍内保持較高的阻抗，從而提高調頻濾波效果。在電路中隻要導線穿過它即可，導線已穿過并膠合，也有表面貼裝的形式，但很少見到賣的）。

當導線中電流穿過時，鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什麼阻抗，而對較高頻率的電流會産生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發，其等效電路為一個電感和一個電阻串聯，兩個組件的值都與磁珠的長度成比例。磁珠種類很多，制造商應提供技術指标說明，特别是磁珠的阻抗與頻率關系的曲線。有的磁珠上有多個孔洞，用導線穿過可增加組件阻抗（穿過磁珠次數的平方），不過在高頻時所增加的抑制噪聲能力不可能如預期的多，而用多串聯幾個磁珠的辦法會好些。

鐵氧體是磁性材料，會因通過電流過大而産生磁飽和，導磁率急劇下降。大電流濾波應采用結構上專門設計的磁珠，還要注意其散熱措施。鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲（可用于直流和交流輸出），還可廣泛應用于其它電路，其體積可以做得很小。特别是在數字電路中，由于脈沖信号含有頻率很高的高次諧波，也是電路高頻輻射的主要根源，

磁珠應用

磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成，磁珠把交流信号轉化為熱能，電感把交流存儲起來，緩慢的釋放出去。

磁珠對高頻信号才有較大阻礙作用，一般規格有100歐/100mMHZ它在低頻時電阻比電感小得多。電感的等效電阻可有Z=2X3.14xf來求得。

鐵氧體磁珠(FerriteBead)是目前應用發展很快的一種抗幹擾元件，廉價、易用，濾除高頻噪聲效果顯著。

在電路中隻要導線穿過它即可（我用的都是象普通電阻模的，導線已穿過并膠合，也有表面貼裝的形式，但很少見到賣的）。當導線中電流穿過時，鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什麼阻抗，而對較高頻率的電流會産生較大衰減作用。

高頻電流在其中以熱量形式散發，其等效電路為一個電感和一個電阻串聯，兩個元件的值都與磁珠的長度成比例。

磁珠種類很多，制造商應提供技術指标說明，特别是磁珠的阻抗與頻率關系的曲線。

有的磁珠上有多個孔洞，用導線穿過可增加元件阻抗（穿過磁珠次數的平方），不過在高頻時所增加的抑制噪聲能力不可能如預期的多，而用多串聯幾個磁珠的辦法會好些。

鐵氧體是磁性材料，會因通過電流過大而産生磁飽和，導磁率急劇下降。大電流濾波應采用結構上專門設計的磁珠，還要注意其散熱措施。

鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲（可用于直流和交流輸出），還可廣泛應用于其他電路，其體積可以做得很小。特别是在數字電路中，由于脈沖信号含有頻率很高的高次諧波，也是電路高頻輻射的主要根源，

所以可在這種場合發揮磁珠的作用。

鐵氧體磁珠還廣泛應用于信号電纜的噪聲濾除。

以常用于電源濾波的HH-1H3216-500為例，其型号各字段含義依次為：

HH是其一個系列，主要用于電源濾波，用于信号線是HB系列；

1表示一個元件封裝了一個磁珠，若為4則是并排封裝四個的；

H表示組成物質，H、C、M為中頻應用（50－200MHz），

T低頻應用（<50MHz），S高頻應用（>200MHz）；

3216封裝尺寸，長3.2mm，寬1.6mm，即1206封裝；

500阻抗（一般為100MHz時），50ohm。

其産品參數主要有三項：

阻抗[Z]@100MHz(ohm)：Typical50Minimum37；

直流電阻DCResistance(mohm)：Maximum20；額定電流RatedCurrent(mA)：2500他等效于電阻和電感串聯，但電阻值和電感值都随頻率變化。他比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現阻性，所以能在相當寬的頻率範圍内保持較高的阻抗，從而提高調頻濾波效果。

磁珠主要用于高頻隔離，抑制差模噪聲等。

磁珠的參數

磁珠的參數包括：初始磁通量(U值)居裡溫度工作頻率

一.磁通量

高U的磁飽合度低，即磁珠在低頻能夠承受最大的電流越大，感抗随電流變化而呈容抗。磁珠發熱也就是講磁芯損耗太大，把功率轉化為熱能，而沒有轉化為磁能，把能量消耗掉了。通常鎳材磁芯帶寬，Q值與U之間有一個平衡關系，U值越高Q值就越低，反之亦是。U值低頻工作困難，但損耗小，U值高低頻工作較易，但磁芯損耗太大，功率損耗也大，基本上難于連續工作。使用U值400的磁環應該可以大幅降低磁損耗。雖然電感量低了些，但可以增加繞線圈數來解決。以1:4變壓器為例子，1圈的初級改成兩圈；2圈的次級改為4圈。這樣繞線總長度要增加一倍，最高傳輸頻率也要相應降低。

二.居裡溫度

一般磁環居裡溫度110℃，達到這一溫度以後立刻失去磁性，有如空氣介質一般；恢複室溫以後，磁性能發生了永久性改變，磁導率降低了10%。

在功率放大器的輸出變壓器上應用的磁性材料如果工作溫度超過了居裡溫度，須臾之間就可以燒毀輸出功率管。

輸出功率開始下降的那一點就作為該磁環的溫度極限。

從過往的實驗結果看，55度時，那些EMI磁環還沒有出現輸出功率下降的情況。

三.工作頻率

每種磁芯的材料決定了它最佳的工作頻率,因此必須根據具體的頻率來選擇磁芯的材料.低工作頻率的磁環強行工作在高頻率下,會有很大的損耗和發熱,當磁環發熱超過居裡溫度時,電氣性能發生突變,也就不能正常工作了。

區分

是使用片式磁珠還是片式電感主要還在于應用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時，使用片式磁珠是最佳的選擇。片式磁珠和片式電感的應用場合：片式電感：射頻（RF）和無線通訊，信息技術設備，雷達檢波器，汽車電子，蜂窩電話，尋呼機，音頻設備，PDAs（個人數字助理），無線遙控系統以及低壓供電模塊等。

片式磁珠：時鐘發生電路，模拟電路和數字電路之間的濾波，I/O輸入/輸出内部連接器（比如串口，并口，鍵盤，鼠标，長途電信，本地局域網），射頻（RF）電路和易受幹擾的邏輯設備之間，供電電路中濾除高頻傳導幹擾，計算機，打印機，錄像機（VCRS），電視系統和手提電話中的EMI噪聲抑止。

大電流貼片積層磁珠:采封閉磁路結構，可高密度安裝、并避免幹擾，良好的焊錫性、及耐熱性，大電流達6A。廣泛使用在筆記型電腦、磁片驅動裝置、噴墨印表機、硬碟磁碟機、影印機、顯示監視器、遊戲機、彩色電視、錄放影機、光碟機、攝影機、數位相機、汽車電子産品、防幹擾對策上。