和磁珠电感(贴片电感和磁珠的外观差异)。

磁珠原理

磁珠的主要原料是铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的铁磁性材料。铁素体由铁镁合金或铁镍合金制成。其制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。电磁干扰滤波器中常用的一种磁芯是铁氧体材料，很多厂家提供专门用于抑制电磁干扰的铁氧体材料。这种材料的特点是非常大的高频损耗和高磁导率。可以是电感，高频高电阻下线圈绕组之间产生的电容最小。对于用于抑制电磁干扰的铁氧体，最重要的性能参数是磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数，实部构成电感，虚部表示损耗，损耗随着频率的增加而增加。因此，它的等效电路是由电感L和电阻R组成的串联电路，两者都是频率的函数。当导线穿过这个铁氧体磁芯时，感应阻抗在形式上随着频率的增加而增加，但在不同频率下其机理完全不同。

在低频带，阻抗由电感组成。在低频带，R很小，磁芯磁导率高，所以电感大，L起主要作用，电磁干扰被反射和抑制。此时磁芯损耗小，整个器件是一个低损耗高Q特性的电感。因此，在低频带，电感容易引起谐振，有时使用铁氧体磁珠后干扰可能会增强。在高频带，阻抗由电阻成分组成。随着频率的增加，磁芯的磁导率降低，导致电感和电感分量降低。然而，此时磁芯的损耗增加，电阻分量增加，导致总阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转化为热能消散。

铁氧体抑制元件广泛用于印刷电路板、电源线和数据线。例如，如果在印刷电路板电源线的入口端增加铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专门用于抑制信号线和电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它们还具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。

两种元素的数值与磁珠的长度成正比，磁珠的长度对抑制效果有明显的影响，磁珠越长抑制效果越好。

磁珠的选择

1.磁珠的单位是欧姆，不是亨特，要特别注意。因为磁珠的单位根据它在某个频率下产生的阻抗是标称的，所以阻抗的单位也是欧姆。一般会在磁珠的数据表上提供频率和阻抗的特性曲线，一般以100MHz为基准，如1000R@100MHz，这意味着磁珠的阻抗在100MHz频率下相当于600欧姆。2.普通滤波器由无损电抗元件组成，其在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源，因此这类滤波器也称为反射滤波器。当反射滤波器的阻抗与信号源的阻抗不匹配时，一部分能量将被反射回信号源，这将增加干扰水平。为了解决这个问题，可以在滤波器的进线处使用铁氧体磁环或磁珠套，利用磁环或磁珠对高频信号的涡流损耗，将高频分量转化为热损耗。因此，磁环和磁珠实际上吸收高频成分，所以它们有时被称为吸收滤波器。不同的铁氧体抑制元件具有不同的最佳抑制频率范围。一般渗透率越高，压制频率越低。此外，铁氧体体积越大，抑制效果越好。当体积不变时，细长形比短粗形具有更好的抑制效果，内径越小，抑制效果越好。然而，在DC或交流偏置电流的情况下，铁氧体饱和仍然存在。抑制元件的横截面越大，饱和的可能性越小，可容许的偏置电流越大。当EMI吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时，通过它的电流值与其体积成正比，它们之间的不平衡导致饱和，降低了元件的性能。共模干扰抑制时，电源的两根线(正极和负极)同时穿过磁环，有效信号为差模信号。电磁干扰吸收磁环/磁珠对其没有影响，但共模信号会表现出较大的电感。使用磁环的另一个好方法是将导线反复绕过磁环几次，以增加电感。根据其对电磁干扰的抑制原理，可以合理利用其抑制效果。铁氧体抑制元件应安装在干扰源附近。输入/输出电路应尽可能靠近屏蔽壳的入口和出口。对于铁氧体磁环和磁珠组成的吸收滤波器，除了高磁导率有损材料外，还要注意其应用场合。它们对电路中高频成分的电阻约为十到几百ω，因此在高阻抗电路中作用不明显。相反，当用于低阻抗电路(如配电、电源或射频电路)时，它将非常有效。

和磁珠电感。

是一种感应储能元件，而磁珠是可以转换(消耗)的器件。电感多用于电力滤波电路，重点是抑制传导干扰；磁珠多用于信号电路，主要用于EMI。磁珠用于吸收超高频信号，如一些射频电路、PLL、振荡电路、包括超高频存储器(DDR、SDRAM、RAMBUS等)在内的电路。)都需要在电源的输入部分加入磁珠，而电感是储能元件，用于LC振荡电路、中低频滤波电路等。，其应用频率范围很少超过50MHz。

1.片式电感:电感元件和EMI滤波元件广泛应用于电子设备的PCB电路中。这些元件包括片式电感器和片式磁珠。下面介绍这两种设备的特点，并分析它们的常见和特殊应用。表面贴装元件的优势在于封装尺寸小，能够满足实际空要求。除了阻抗值、载流能力等类似的物理特性外，通孔连接器和表面贴装器件的其他性能特性基本相同。当需要片式电感时，要求电感实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流圈电抗。

谐振电路包括谐振产生电路、振荡电路、时钟电路、脉冲电路、波形产生电路等。谐振电路还包括高q带通滤波器电路。为了使电路谐振，电容和电感必须同时存在于电路中。电感两端都存在寄生电容，这是由器件两个电极之间的铁氧体等效于电容介质引起的。在谐振电路中，电感必须具有高Q、窄电感偏差和稳定的温度系数，才能满足谐振电路窄带和低频温漂的要求。

高q电路有一个尖锐的谐振峰值。窄电感偏置确保谐振频率偏差尽可能小。的稳定温度系数保证了谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准径向引出电感、轴向引出电感和芯片电感的区别仅在于封装不同。电感的结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上的绕组线圈，或空铁芯线圈和铁磁材料上的绕组线圈。在电力应用中，当用作扼流圈时，电感的主要参数是DC电阻(DCR)、额定电流和低Q值。当用作滤波器时，需要宽带宽特性，因此不需要电感的高品质特性。低DCR可以确保最小的电压降。DCR被定义为没有交流信号的元件的DC电阻。

2.芯片磁珠:芯片磁珠的作用主要是消除传输线结构(PCB)中存在的射频噪声。射频能量是叠加在DC传输电平上的交流正弦波分量，而DC分量是需要的有用信号，而射频能量是无用的电磁干扰传输和沿线辐射(EMI)。为了消除这些不需要的信号能量，芯片磁珠被用作高频电阻(衰减器)，允许DC信号通过并过滤掉交流信号。通常高频信号在30MHz以上，但低频信号也会受到芯片磁珠的影响。片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成高体积电阻率的单片结构。涡流损耗与铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗与信号频率的平方成正比。

磁珠参数

标称值:由于磁珠的单位根据其在某一频率下产生的阻抗是标称的，所以阻抗的单位也是欧姆，一般以100MHz为基准，如2012B601，表示磁珠在100MHz时的阻抗为600欧姆。额定电流:额定电流是指能保证电路正常运行的允许通过电流。

首先我们来看看磁珠和电感的区别。电感是闭环的一个属性，多用于功率滤波环，而磁珠主要用于信号环。磁珠主要用于EMC对抗中抑制电磁辐射干扰，而电感主要用于这方面抑制导电干扰。磁珠用于吸收超高频信号。比如一些射频电路、PLL、振荡器电路以及包含超高频存储器(DDR SDRAM、RAMBUS等)的电路。)都需要在电源的输入部分添加磁珠。两者都可以用来处理电磁兼容和电磁干扰问题。

首先我们来看看磁珠和电感的区别。电感是闭环的一个属性，多用于功率滤波环，而磁珠主要用于信号环。磁珠主要用于EMC对抗中抑制电磁辐射干扰，而电感主要用于这方面抑制导电干扰。磁珠用于吸收超高频信号。比如一些射频电路、PLL、振荡器电路以及包含超高频存储器(DDR SDRAM、RAMBUS等)的电路。)都需要在电源的输入部分添加磁珠。两者都可以用来处理电磁兼容和电磁干扰问题。

而EMI和EMC电路中磁珠电感关键是抑制高频传导干扰信号，这也具有抑制电感的作用。但是原则上磁珠可以等效为一个电感，还是有一定区别的，最大的区别就是电感线圈有分布电容。因此，电感线圈相当于与分布式电容器并联的电感。如图1所示。在图1中，LX是电感线圈的等效电感(理想电感)，RX是线圈的等效电阻，CX是电感的分布电容。

图1电感线圈等效电路图

理论上，为了抑制传导干扰信号，要求抑制电感器的电感越大越好。但是对于电感线圈来说，电感越大，电感线圈的分布电容就越大，两种功能就会相互抵消。

图2普通电感线圈阻抗与频率的关系

图2是公共电感器的阻抗和频率之间的关系图。从图中可以看出，电感器的阻抗最初随着频率的增加而增加，但在其阻抗增加到最大值后，阻抗随着频率的增加而迅速降低，这是由于并联分布式电容器的作用。当阻抗增大到最大时，是电感线圈的分布电容和等效电感并联谐振的地方。在图中，L1 > L2 > L3，这表明电感越大，谐振频率越低。从图2可以看出，如果要抑制频率为1MHZ的干扰信号，选择L1比L3好，因为L3的电感比L1小十倍，所以L3的成本比L1低很多。

如果我们想进一步提高抑制频率，那么我们最终选择的电感线圈必须是它的最小极限，只有一圈或更少。磁珠，即穿芯电感，是一个少于一匝的电感线圈。但是穿芯电感比单线圈电感的分布电容小几倍到几十倍，所以穿芯电感的工作频率比单线圈电感高。

通常，馈通电感的电感相对较小，范围从几微亨到几十微亨。电感与馈通电感中导线的尺寸和长度以及磁珠的横截面积有关，但磁珠的相对磁导率Uy与磁珠的电感关系最大。图3和图4分别是导线和馈通电感的示意图。在计算馈通电感时，首先要计算圆形截面直线的电感，然后将计算结果乘以相对磁珠。

图3圆形截面直导体的电感图

图4磁珠穿透电感图

此外，当馈通电感的工作频率很高时，磁珠中会产生涡流，这相当于馈通电感磁导率的降低。这时，我们一般用有效渗透率。有效磁导率是磁珠在一定工作频率下的相对磁导率。然而，由于磁珠的工作频率只是一个范围，因此在实际应用中经常使用平均磁导率。

在低频时，磁珠的相对磁导率一般很大(大于100)，但在高频时，其有效磁导率仅为相对磁导率的几分之一甚至十分之几。因此，磁珠也存在截止频率的问题。所谓的截止频率是当磁珠的有效磁导率降低到接近1时的工作频率fc，此时磁珠已经失去了电感的功能。磁珠的截止频率fc一般在30 MHz ~ 30 ~ 300 MHz之间，截止频率与磁珠的材料有关。一般磁导率越高，截止频率fc越低，因为低频磁芯材料的涡流损耗较大。用户在设计电路时，可以要求磁芯材料供应商提供磁芯的工作频率和有效磁导率的测试数据，或者不同工作频率下的穿透电感曲线图。图5是穿透电感的频率图。

图5馈通电感的频率曲线

磁珠的另一个用途是做电磁屏蔽。其电磁屏蔽效果优于屏蔽线，一般人不太重视。使用方法是让一对导线穿过磁珠中间，这样当电流流过两根导线时，导线产生的磁场大部分会集中在磁珠内，磁场不会向外辐射。因为磁场会在磁珠中产生涡电流，涡电流产生的电线方向正好与导体表面的电线方向相反，可以相互抵消。因此，磁珠对电场也有屏蔽作用，即磁珠对导体中的电磁场有很强的屏蔽作用。

使用磁珠进行电磁屏蔽的好处是磁珠不需要接地，可以避免屏蔽线接地的麻烦。使用磁珠作为电磁屏蔽相当于在双线线路中连接一个共模抑制电感，对共模干扰信号有很强的抑制作用。

从上面我们可以知道，磁珠和电感都可以起到抑制EMC和EMI电路的作用，主要是因为抑制的差异，而电感在高频谐振后就不能再起到电感的作用。首先，我们必须了解电磁干扰的两种方式，即辐射和传导，不同的方式采用不同的抑制方法。前者使用磁珠，后者使用电感。我们还应该注意的是共模抑制电感和Y电容的连接位置。什么是共模抑制电感，即一个电感串联在地线或其他输入和输出线之间。该电感称为共模抑制电感。共模抑制电感的一端与机器中的地线(公共端)相连，另一端与Y电容相连，Y电容的另一端接地。这是抑制传导干扰最有效的方法。

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