磁珠:电子元件-中文百科频道

简介

磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器(另有一种是非品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小。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u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。磁芯的磁导率辏高，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，感抗成分减小。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100MHz时，阻抗值为Ω，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，陕制：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，把高频成分转化为热损耗。．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。

原理

作为电源滤波，可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上，磁珠和电感是原理相同的，只是频率特性不同罢了磁珠由氧磁体组成，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/100mMHZ,它在低频时电阻比电感小得多。铁氧体磁珠(FerriteBead)是目前应用发展很快的一种抗干扰组件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显着。

功用

磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构（电路）中的RF噪声，RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信号，而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射（EMI）。要消除这些不需要的信号能量，使用片式磁珠扮演高频电阻的角色（衰减器），该器件允许直流信号通过，而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上，然而，低频信号也会受到片式磁珠的影响。

磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻性，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高调频滤波效果。在电路中只要导线穿过它即可，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，两个组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，用导线穿过可增加组件阻抗（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），还可广泛应用于其它电路，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，

磁珠应用

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/100mMHZ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(FerriteBead)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（我用的都是象普通电阻模的，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。

以常用于电源滤波的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），50ohm。

其产品参数主要有三项：

阻抗[Z]@100MHz(ohm)：Typical50Minimum37；

直流电阻DCResistance(mohm)：Maximum20；额定电流RatedCurrent(mA)：2500他等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻性，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高调频滤波效果。

磁珠主要用于高频隔离，抑制差模噪声等。

磁珠的参数

磁珠的参数包括：初始磁通量(U值)居里温度工作频率

一.磁通量

高U的磁饱合度低，即磁珠在低频能够承受最大的电流越大，感抗随电流变化而呈容抗。磁珠发热也就是讲磁芯损耗太大，把功率转化为热能，而没有转化为磁能，把能量消耗掉了。通常镍材磁芯带宽，Q值与U之间有一个平衡关系，U值越高Q值就越低，反之亦是。U值低频工作困难，但损耗小，U值高低频工作较易，但磁芯损耗太大，功率损耗也大，基本上难于连续工作。使用U值400的磁环应该可以大幅降低磁损耗。虽然电感量低了些，但可以增加绕线圈数来解决。以1:4变压器为例子，1圈的初级改成两圈；2圈的次级改为4圈。这样绕线总长度要增加一倍，最高传输频率也要相应降低。

二.居里温度

一般磁环居里温度110℃，达到这一温度以后立刻失去磁性，有如空气介质一般；恢复室温以后，磁性能发生了永久性改变，磁导率降低了10%。

在功率放大器的输出变压器上应用的磁性材料如果工作温度超过了居里温度，须臾之间就可以烧毁输出功率管。

输出功率开始下降的那一点就作为该磁环的温度极限。

从过往的实验结果看，55度时，那些EMI磁环还没有出现输出功率下降的情况。

三.工作频率

每种磁芯的材料决定了它最佳的工作频率,因此必须根据具体的频率来选择磁芯的材料.低工作频率的磁环强行工作在高频率下,会有很大的损耗和发热,当磁环发热超过居里温度时,电气性能发生突变,也就不能正常工作了。

区分

是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。片式磁珠和片式电感的应用场合：片式电感：射频（RF）和无线通讯，信息技术设备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDAs（个人数字助理），无线遥控系统以及低压供电模块等。

片式磁珠：时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器（比如串口，并口，键盘，鼠标，长途电信，本地局域网），射频（RF）电路和易受干扰的逻辑设备之间，供电电路中滤除高频传导干扰，计算机，打印机，录像机（VCRS），电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。

大电流贴片积层磁珠:采封闭磁路结构，可高密度安装、并避免干扰，良好的焊锡性、及耐热性，大电流达6A。广泛使用在笔记型电脑、磁片驱动装置、喷墨印表机、硬碟磁碟机、影印机、显示监视器、游戏机、彩色电视、录放影机、光碟机、摄影机、数位相机、汽车电子产品、防干扰对策上。