磁珠的原理及選型

磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號，像一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲器電路(DDRSDRAM，RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠。那么磁珠是如何工作的？又該如何選擇？下面一起來看看：

1.原理

磁珠的主要原料為鐵氧體。鐵氧體是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金，它的制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(jīng)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于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，它可以使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。對于抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的性能參數(shù)為磁導率μ和飽和磁通密度Bs。磁導率μ可以表示為復數(shù)，實數(shù)部分構(gòu)成電感，虛數(shù)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(lián)電路，L和R都是頻率的函數(shù)。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構(gòu)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(gòu)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(xiàn)使用鐵氧體磁珠后干擾增強的現(xiàn)象。

在高頻段，阻抗由電阻成分構(gòu)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，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉。

2.型號命名方法

磁珠的型號一般由下列五部分組成:

第一部分：類別，多用字母表示.

第二部分：尺寸，用數(shù)字表示(英制)

第三部分：材料，用字母表示，其中X代表小型。

第四部分：阻抗，100MHz 時阻抗

第五部分：包裝方式，用字母表示

如某型號磁珠命名如下

鐵氧疊層片式磁珠(普通型)

Ferrite chip beads

尺寸：1005 (0402)1608(0603)2012(0805)

產(chǎn)品規(guī)格命名方法：

產(chǎn)品規(guī)格命名

應指出的是，目前磁珠型號命名方法各生產(chǎn)廠有所不同，尚無統(tǒng)一的標準。

3.選型

磁珠主要用于 EMI 差模噪聲抑制，他的直流阻抗很小，在高頻下卻有較高阻抗，一般說的 600R 是指100MHZ 測試頻率下的阻抗值。選擇磁珠應考慮兩方面：一是電路中噪聲干擾的情況，二是需要通過的電流大小。要大概了解噪聲的頻率、強度，不同的磁珠的頻率阻抗曲線是不同的，要選在噪聲中心頻率磁珠阻抗較高的那種。噪聲干擾大的要選阻抗高一點的，但并不是阻抗越高越好，因為阻抗越高 DCR 也越高，對有用信號的衰減也越大。但一般也沒有很明確的計算和選擇的標準，主要看實際使用的效果，120R-600R之間都很常用。然后要看通過電流大小，如果用在電源線部分則要選額定電流較大的型號，用在信號線部分則一般額定電流要求不高。另外磁珠一般是阻抗越大額定電流越小。磁珠的選擇要根據(jù)實際情況來進行。

選擇注意事項

1.不需要的信號的頻率范圍為多少;

2.噪聲源是誰;

3.需要多大的噪聲衰減;

4.環(huán)境條件是什么(溫度，直流電壓，結(jié)構(gòu)強度);

5.電路和負載阻抗是多少;

6.是否有空間在pcb板上放置磁珠。

本文總結(jié)了磁珠的工作原理、型號命名方法、選型以及選擇注意事項。磁珠種類很多，制造商應提供技術(shù)指標說明，特別是磁珠的阻抗與頻率關(guān)系的曲線。有的磁珠上有多個孔洞，用導線穿過可增加元件阻抗(穿過磁珠次數(shù)的平方)，不過在高頻時所增加的抑制噪聲能力不可能如預期的多，而用多串聯(lián)幾個磁珠的辦法會好些。

審核編輯：湯梓紅