磁珠的作用

磁珠的作用

磁珠的作用在成品电路板上，我们会看到一些导线或元件的引脚上套有黑色的小磁环，这就是本文要介绍的磁珠。磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器(另有一种是非晶合金磁性材料制作的磁珠)，是一种抗干扰元件，滤除高频噪声效果显著。

 

铁氧体材料的特点是高频损耗非常大，具有很高的导磁率，使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最校当磁珠中有电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大的衰减。对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。它的等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例。当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感阻抗是随着频率的升高而增加。高频电流在其中以热量形式散发。

 

在低频段，阻抗由电感的感抗构成。低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损耗较小．整个器件是一个低损耗，高Q特性的电感。这种电感容易造成谐振．因此在低频段有时可能出现使用铁氧体磁珠后，干扰增强的现象。

 

在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减校这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

 

铁氧体磁珠广泛应用于印制电路板，如在印制板的电源线入口端套上磁珠(较大的磁环)，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。

 

电感是储能元件，而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路，侧重于抑制传导性干扰；磁珠多用于信号回路，主要用于EMI(电磁兼容)方面。磁珠用来吸收超高频信号，例如在一些RF电路、PLL、振荡电路、含超高频存储器电路等，都需要在电源输入部分加磁珠。

 

磁珠的单位是欧姆，是按照它在某一频率下产生的阻抗来标称的。磁珠的数据参数表(DATASHEET）上，一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，常以100MHz为标准，比如600R@100MHz，意思就是在100MHz频率时磁珠的阻抗相当于600欧姆。

 

例如某磁珠参数为120Ω，25％，3A,1206，是指在频率1OOMHz时，阻抗值为1200，允许误差是：±25％，允许穿过的标称最大电流为3A；1206是外形尺寸，EIAl206(英制：英寸)等同于JIS／IEC3216(国际单位制：毫米)，即长3．2mm、宽1．6mm。磁环和磁珠对高频成分起吸收作用，也称为吸收滤波器。

 

普通滤波器由无损耗的电抗元件构成，又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时，就会有一部分能量被反射回信号源，造成干扰电平的增强。为解决这一弊端，可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠，利用它们对高频信号的涡流损耗，把高频威分转化为热损耗。

 

磁珠抑制开关噪声属于主动抑制型。通常噪声滤波器只能吸收已发生的噪声，属于被动抑制型。磁珠则能抑制开关噪声的产生，属于主动抑制型。磁珠可广泛用于高频开关电源、录像机、电子测量仪器、以及各种对噪声要求非常严格的电路中。不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围。

 

通常磁导率越高，抑制频率越低。此外，铁氧体体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流也越大。

磁珠的组成及型号含义

磁珠由氧磁体组成，电感由磁心和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去。磁珠对高频信号才有较大阻碍作用，一般规格有100欧/100MHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。电感的等效电阻可有Z=2X3.14xf 来求得。

铁氧体磁珠 (Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰元件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显著。在电路中只要导线穿过它即可（通常用的都是象普通电阻模样的，导线已穿过并胶合，也有表面贴装的形式，但很少见到卖的）。

当导线中电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电流在其中以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例。

磁珠种类很多，制造商应提供技术指标说明，特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。

有的磁珠上有多个孔洞，用导线穿过可增加元件阻抗（穿过磁珠次数的平方），不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多，而用多串联几个磁珠的办法会好些。

铁氧体是磁性材料，会因通过电流过大而产生磁饱和，导磁率急剧下降。大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠，还要注意其散热措施。

铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声（可用于直流和交流输出），还可广泛应用于其他电路，其体积可以做得很小。特别是在数字电路中，由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波，也是电路高频辐射的主要根源，所以可在这种场合发挥磁珠的作用。

铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除。

常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例，其型号各字段含义依次为： HH 是其一个系列，主要用于电源滤波，用于信号线是HB系列； 1 表示一个元件封装了一个磁珠，若为4则是并排封装四个的； H 表示组成物质，H、C、M为中频应用（50－200MHz）， T低频应用（<50MHz），S高频应用（>200MHz）； 3216 封装尺寸，长3.2mm，宽1.6mm，即1206封装； 500 阻抗（一般为100MHz时），50 ohm。