磁珠的特性及应用 (磁珠的原理与选择及应用)

磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器，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。还有一种是近年来问世的一种超小型非晶合金磁性材料制作的磁珠，它和铁氧体不是同一种材料。(注：请区别于电‘技术中的“绝缘瓷珠”)磁珠的主要原料为铁氧体，是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。这种材料的特点是高频损耗非常大，具有很高的导磁率，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。当导线中有电流穿过时，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μ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。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．在电源线和数据线上，如在印制板的电源线入口端加铁氧体抑制元件．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。电感是一种储能元件，多用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过MHz。1．磁珠的单位是欧姆，而不是亨特。磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。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MHz为标准，比如R@MHz，意思就是在MHz频率时磁珠的阻抗相当于欧姆。例如某磁珠参数为ohm，％,3A,，其中ohm是指在频率MHz时，该磁珠的阻抗值为欧姆；％是指上述阻抗所允许的误差是±％；3A是指该磁珠标称允许流过的最大电流；是指该磁珠的外形尺寸，EIAl(英制：英寸)等同于J*／IEC(国际单位制：毫米)，即长3．2mm、宽1．6mm。2．磁环和磁珠对高频成分起吸收作用，也称为吸收滤波器。普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成，在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源，这类普通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。为解决这一弊端，可在滤波器的进线上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，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。3．磁珠抑制开关噪声属于主动抑制型。磁珠不同于普通的噪声滤波器，通常噪声滤波器只能吸收已发生的噪声，属于被动抑制型。磁珠的作用则不同，它能抑制开关噪声的产生．属于主动抑制型，这是二者的根本区别。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，可承受的偏流也越大。