磁珠(bead)和电感(inductance)的区别与联系.pdf

磁珠(bead)和電感(inductance)的區別與聯繫 磁珠(bead)和電感(inductance)的區別與聯繫 磁珠有很高的電阻率和磁導率，他等效於電阻和電感串聯，但電阻值和電感 值都隨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內保持較高的阻抗，從而提高調頻濾波效果 作為電源濾波，可以使用電感磁珠的電路符號就是電感，但是型號上可以 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，只是頻率特性不 同罷了 磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成，磁珠把交流信號轉化為熱能， 電感把交流存儲起來，緩慢的釋放出去 磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用，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干擾元件，廉價、易 用，濾除高頻雜訊效果顯著 在電路中只要導線穿過它即可（我用的都是象普通電阻模樣的，導線已穿過 並膠合，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產生較大衰減作用高 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，製造商應提供技術指標說明，特 別是磁珠的阻抗與頻率關係的曲線 鐵氧體是磁性材料，會因通過電流過大而產生磁飽和，導磁率急劇下降大 電流濾波應採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於電源電路中濾除高頻雜訊（可用於直流和交流輸 出），還可廣泛應用於其他電路，其體積可以做得很小特別是在數位電路中， 由於脈衝信號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於信號電纜的雜訊濾除 磁珠的原理磁珠的原理 磁珠的主要原料為鐵氧體鐵氧體是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料鐵 氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金，它的製造工藝和機械性能與陶瓷相似，顏色為 灰黑色電磁干擾濾波器中經常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料，許多廠商都提 供專門用於電磁干擾抑制的鐵氧體材料這種材料的特點是高頻損耗非常大，具 有很高的導磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容 最小對於抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的性能參數為磁導率 μ 和飽和磁 通密度 Bs磁導率 μ 可以表示為複數，實數部分構成電感，虛數部分代表損耗， 隨著頻率的增加而增加。

因此，它的等效電路為由電感 L 和電阻 R 組成的串聯 電路，L 和 R 都是頻率的函數當導線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構成的電感阻 抗在形式上是隨著頻率的升高而增加，但是在不同頻率時其機理是完全不同的 在低頻段，阻抗由電感的感抗構成，低頻時 R 很小，磁芯的磁導率較高，因 此電感量較大，L 起主要作用，電磁干擾被反射而受到抑制，並且這時磁芯的損 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干擾增強的現象 在高頻段，阻抗由電阻成分構成，隨著頻率升高，磁芯的磁導率降低，導致 電感的電感量減小，感抗成分減小但是，這時磁芯的損耗增加，電阻成分增加， 導致總的阻抗增加，當高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收並轉換成熱能的 形式耗散掉 鐵氧體抑制元件廣泛應用於印製電路板、電源線和資料線上如在印製板的 電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾鐵氧體磁環或磁珠專 用於抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈衝 干擾的能力 磁珠的選用磁珠的選用 1.磁珠的單位是歐姆，而不是亨特，這一點要特別注意因為磁珠的單位是 按照它在某一頻率產生的阻抗來標稱的，阻抗的單位也是歐姆。

磁珠的 DATASHEET 上一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以 100MHz 為標準， 比如 1000R@100MHz，意思就是在 100MHz 頻率的時候磁珠的阻抗相當於 600 歐 姆 2.普通濾波器是由無損耗的電抗元件構成的，它在線路中的作用是將阻帶頻 率反射回信號源，所以這類濾波器又叫反射濾波器當反射濾波器與信號源阻抗 不匹配時，就會有一部分能量被反射回信號源，造成干擾電平的增強為解決這 一弊病，可在濾波器的進線上使用鐵氧體磁環或磁珠套，利用滋環或磁珠對高頻 信號的渦流損耗，把高頻成分轉化為熱損耗因此磁環和磁珠實際上對高頻成分 起吸收作用，所以有時也稱之為吸收濾波器 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 制的頻率就越低此外，鐵氧體的體積越大，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，內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， 可承受的偏流越大 EMI 吸收磁環/磁珠抑制差模干擾時，通過它的電流值正比於其體積，兩者失 調造成飽和，降低了元件性能；抑制共模干擾時，將電源的兩根線（正負）同時 穿過一個磁環，有效信號為差模信號，EMI 吸收磁環/磁珠對其沒有任何影響， 而對於共模信號則會表現出較大的電感量。

磁環的使用中還有一個較好的方法是 讓穿過的磁環的導線反復繞幾下，以增加電感量可以根據它對電磁干擾的抑制 原理，合理使用它的抑制作用 鐵氧體抑制元件應當安裝在靠近干擾源的地方對於輸入／輸出電路，應儘 量靠近遮罩殼的進、出口處對鐵氧體磁環和磁珠構成的吸收濾波器，除了應選 用高磁導率的有耗材料外，還要注意它的應用場合它們在線路中對高頻成分所 呈現的電阻大約是十至幾百 Ω，因此它在高阻抗電路中的作用並不明顯，相反， 在低阻抗電路（如功率分配、電源或射頻電路）中使用將非常有效 結論 由於鐵氧體可以衰減較高頻同時讓較低頻幾乎無阻礙地通過，故在 EMI 控制 中得到了廣泛地應用用於 EMI 吸收的磁環/磁珠可製成各種的形狀，廣泛應用 於各種場合如在 PCB 板上，可加在 DC/DC 模組、資料線、電源線等處它吸 收所在線路上高頻干擾信號，但卻不會在系統中產生新的零極點，不會破壞系統 的穩定性它與電源濾波器配合使用，可很好的補充濾波器高頻端性能的不足， 改善系統中濾波特性。