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磁珠的特性及應用

日期：2021-04-28　來源：

磁珠的全稱為鐵氧體磁珠濾波器，是目前應用發展很快的一種抗干擾元件，它廉價易用，濾除高頻噪聲效果顯著。還有一種是近年來問世的一種超小型非晶合金磁性材料制作的磁珠，它和鐵氧體不是同一種材料。(注：請區別于電‘技術中的“絕緣瓷珠”——編者)

磁珠的主要原料為鐵氧體，是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料。這種材料的特點是高頻損耗非常大，具有很高的導磁率，使電感線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最小。當導線中有電流穿過時，鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什么阻抗，而對較高頻率的電流會產生較大的衰減。

對于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。它的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。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構成的電感阻抗是隨著頻率的升高而增加。高頻電流在其中以熱量形式散發。

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，并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后，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。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，電磁干擾被吸收并轉換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛應用于印制電路板。在電源線和數據線上，如在印制板的電源線入口端加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于抑制信號線、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沖干擾的能力。

磁珠與電感的區別：電感是儲能元件，而磁珠是能量轉換(消耗)器件；電感多用于電源濾波回路，側重于抑制傳導性干擾，磁珠多用于信號回路，主要用于EMI(電磁兼容)方面。磁珠用來吸收超高頻信號，例如在一些RF電路、PLL、振蕩電路、含超高頻存儲器電路等，都需要在電源輸入部分加磁珠。電感是一種儲能元件，多用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等，其應用頻率范圍很少超過50MHz。

1.磁珠的單位是歐姆，而不是亨特。

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。磁珠的數據參數表(DATASHEET)上，一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖，常以100MHz為標準，比如600R@100MHz，意思就是在100MHz頻率時磁珠的阻抗相當于600歐姆。例如某磁珠參數為120ohm，25%,3A,1206，其中120ohm是指在頻率100MHz時，該磁珠的阻抗值為120歐姆，25%是指上述阻抗所允許的誤差是±25%，3A是指該磁珠標稱允許流過的最大電流，1206是指該磁珠的外形尺寸，EIAl206(英制：英寸)等同于JIS/IEC3216(國際單位制：毫米)，即長3.2mm、寬1.6mm。

2.磁環和磁珠對高頻成分起吸收作用，也稱為吸收濾波器。

普通濾波器是由無損耗的電抗元件構成，在線路中的作用是將阻帶頻率反射回信號源，這類普通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。為解決這一弊端，可在濾波器的進線上使用鐵氧體磁環或磁珠套，利用磁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。

3.磁珠抑制開關噪聲屬于主動抑制型。
磁珠不同于普通的噪聲濾波器，通常噪聲濾波器只能吸收已發生的噪聲，屬于被動抑制型。磁珠的作用則不同，它能抑制開關噪聲的產生，屬于主動抑制型，這是二者的根本區別。磁珠可廣泛用于高頻開關電源、錄像機、電子測量儀器、以及各種對噪聲要求非常嚴格的電路中。

不同的鐵氧體抑制元件，有不同的最佳抑制頻率范圍。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，可承受的偏流也越大。

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