磁珠和电感的区别与联系

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1、磁珠和电感的区别与联系（转贴）磁珠有很高的电阻率和磁导率，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。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（Ferr

2、ite Bead）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。在电路中只要导线穿过它即可（我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，

3、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，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表示一个组件封装了一个磁珠，若

4、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。其产品参数主要有三项：阻抗Z100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37;直流电阻 DC Resistance (m ohm): Maximum 20;额定电流 Rated Current (mA): 2500.磁珠的原理磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。 铁氧体材料为铁镁合金

5、或铁竦合金，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色 为灰黑色。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料，许多厂商都 提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。这种材料的特点是高频损耗非常大， 具有很高的导磁率，他可以是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。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M和饱和 磁通密度Bs。磁导率p可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损 耗，随着频率的增加而增加。因此，它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串 联电路，L和R都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感 阻抗在形式上是随着频率的升高而增加，但是在不同

6、频率时其机理是完全不同 的。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，感抗成分减小但是，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。铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制 板的电源线入口端加

7、上铁氧体抑制元件，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。两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比，而且磁珠的长度对抑制效果 有明显影响，磁珠长度越长抑制效果越好。磁珠和电感的区别电感是储能元件，而磁珠是能量转换（消耗）器件。电感多用于电源滤 波回路，侧重于抑止传导性干扰；磁珠多用于信号回路，主要用于EMI方面。磁 珠用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路 （DDR,SDRAM,RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种储能元 件，用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等

8、，其应用频率范围很少超过50MHz。1.片式电感：在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性元件和EMI滤 波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠，以下就这两种器件的特点进行描 述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装元件的好处在于小的 封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值，载流能力以及其他类似物理 特性不同外，通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。在需要使用 片式电感的场合，要求电感实现以下两个基本功能：电路谐振和扼流电抗。谐振 电路包括谐振发生电路，振荡电路，时钟电路，脉冲电路，波形发生电路等等。 谐振电路还包括高Q带通滤波器电路。要使电路产生谐振，必须有电容

9、和电感同 时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容，这是由于器件两个电极之间的铁 氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中，电感必须具有高。，窄的电 感偏差，稳定的温度系数，才能达到谐振电路窄带，低的频率温度漂移的要求。高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的 温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准的径向引出电感和轴向引 出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。电感结构包括介质材料（通常 为氧化铝陶瓷材料）上绕制线圈，或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。在 功率应用场合，作为扼流圈使用时，电感的主要参数是直流电阻（DCR），额定电 流，和低Q值

10、。当作为滤波器使用时，希望宽的带宽特性，因此，并不需要电感 的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降，DCR定义为元件在没有交流信号 下的直流电阻。2.片式磁珠：片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构（PCB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。片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成高体积电阻率

11、的独石结构。涡流 损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。使用片式磁珠的好处：小型化和轻量化。在射频噪声频率范围内具有高阻抗，消除传输线中的 电磁干扰。闭合磁路结构，更好地消除信号的串绕。极好的磁屏蔽结构。降低 直流电阻，以免对有用信号产生过大的衰减。显著的高频特性和阻抗特性（更好的消除RF能量）。在高频放大电路中 消除寄生振荡。有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。要正确的选择 磁珠，必须注意以下几点：不需要的信号的频率范围为多少。噪声源是谁。需 要多大的噪声衰减。环境条件是什么（温度，直流电压，结构强度）。电路和 负载阻抗是多少。是否有空间在PCB板上放置

12、磁珠。前三条通过观察厂家提供的 阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要，即电阻，感抗和 总阻抗。总阻抗通过ZR22nfL（）2+:=fL来描述。典型的阻抗曲线可参见磁珠的DATASHEETo 通过这一曲线，选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流 下信号衰减尽量小的磁珠型号。片式磁珠在过大的直流电压下，阻抗特性会受 到影响，另外，如果工作温升过高，或者外部磁场过大，磁珠的阻抗都会受到不 利的影响。使用片式磁珠和片式电感的原因：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

13、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。磁珠的选用1. 磁珠的单位是欧姆，而不是亨特，这一点要特别注意。因为磁珠的单 位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位

14、也是欧姆。磁珠的 DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，一般以100MHz为标准，比 如1000R100MHz，意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于600欧姆。2. 普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成的，它在线路中的作用是将阻 带频率反射回信号源，所以这类滤波器又叫反射滤波器。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 决这一弊病，可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠套，利用滋环或磁珠对 高频信号的涡流损耗，把高频成分转化为热损耗。因此磁环和磁珠实际上对高频 成分起吸收作用，所以有时也称之为吸收滤波器。不同的铁氧体

15、抑制元件，有不 同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的 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，可承受的偏流越大。EMI吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时，通过它的电流值正比于其体积，两 者失调造成饱和，降低了元件性能；抑制共模干扰时，将电源的两根线（正负） 同时穿过一个磁环，有效信号为差模信号，EMI吸收磁环/磁珠对其没有任何影 响，而对于共模信号则会表现出较大的电感量。磁环的使用中还有一个较好的方 法是让穿过的磁环的导线

16、反复绕几下，以增加电感量。可以根据它对电磁干扰的 抑制原理，合理使用它的抑制作用。铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路， 应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。对铁氧体磁环和磁珠构成的吸收滤波器，除了 应选用高磁导率的有耗材料外，还要注意它的应用场合。它们在线路中对高频成 分所呈现的电阻大约是十至几百Q，因此它在高阻抗电路中的作用并不明显， 相反，在低阻抗电路（如功率分配、电源或射频电路）中使用将非常有效。结论由于铁氧体可以衰减较高频同时让较低频几乎无阻碍地通过，故在EMI 控制中得到了广泛地应用。用于EMI吸收的磁环/磁珠可制成各种的形状，广泛 应用于各种场合。如在PCB板上，可加在DC/DC模块、数据线、电源线等处。它 吸收所在线路上高频干扰信号，但却不会在系统中产生新的零极点，不会破坏系 统的稳定性。它与电源滤波器配合使用，可很好的补充滤波器高频端性能的不足， 改善系统中滤波特性。