磁性材料在電路設(shè)計(jì)中有什么作用

常見磁性材料分類

常見磁性材料一般可分為三類：金屬磁粉芯、軟磁鐵氧體磁芯、

非晶納米晶合金磁芯。

磁性材料分類

是一種均勻分布?xì)庀兜慕饘佘洿挪牧?。由于具有相?duì)較高的飽和磁通密度，較好的溫度穩(wěn)定性和機(jī)械沖擊適應(yīng)性，金屬磁粉芯材料是制造電感類器件較為理想的材料。

金屬磁粉芯有細(xì)分為：

1.鐵粉心（包括羰基鐵）

鐵粉磁心：被廣泛應(yīng)用于直流輸出扼流、不同模式輸入扼流、功率因數(shù)校正電感、連續(xù)模式反饋電感、減光線圈扼流及其他發(fā)射、射頻干擾設(shè)備。

羰基鐵磁粉心：具有許多優(yōu)異的磁性能、高頻高Q、高飽和磁通密度和高可靠性能。主要用于50kHz到500MHz的范圍內(nèi)保持高Q值的感性器件，在無線電和許多通訊領(lǐng)域中被廣泛使用。

2.高磁通粉心高磁通粉心：具有優(yōu)異的磁磁性能，功率損耗小，磁通密度高，在-55C~+125C溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，具有耐溫、耐濕、抗振等高可靠性；同時(shí)，60~160的寬磁導(dǎo)率范圍可供選擇。是開關(guān)電源輸出扼流圈、PFC電感及諧振電感的最佳選擇，具有高的飽和磁通密度(15000高斯)，特別適合在對(duì)功率密度要求高的場(chǎng)合工作。

鐵硅鋁粉心：具有優(yōu)異的磁磁性能，功率損耗小，磁通密度高，在-55C~+125C溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，具有耐溫、耐濕、抗振等高可靠性；同時(shí)，60~160的寬磁導(dǎo)率范圍可供選擇。是開關(guān)電源輸出扼流圈、PFC電感及諧振電感的最佳選擇，具有較好的性能價(jià)格比。

鐵鎳鉬粉心：具有優(yōu)異的磁磁性能，功率損耗小，磁通密度高，在-55C~+125C溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，具有耐溫、耐濕、抗振等高可靠性；同時(shí)，60~160的寬磁導(dǎo)率范圍可供選擇。是開關(guān)電源輸出扼流圈、PFC電感及諧振電感的最佳選擇，具有較小的功率損耗、穩(wěn)定的溫度性能。

軟磁鐵氧體磁芯：由鎳鋅、錳鋅材料制成，應(yīng)用于高頻電感、變壓器、濾波器等，是無線電中最常用的材料。

非晶納米晶合金磁芯：具有高敏感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率、低鐵磁損耗和高頻特性好等優(yōu)點(diǎn)，比鐵氧體、硅鋼和坡莫合金等常規(guī)軟磁材料具有更高的性能價(jià)格比，廣泛用于現(xiàn)代通訊、電力電子，電磁兼容，傳感器等高新產(chǎn)業(yè)以及各種工業(yè)磁器件的更新?lián)Q代，特別適用于電感和變壓器產(chǎn)品的小型化、高頻化和高效化設(shè)計(jì)。

常見磁性材料識(shí)別

常見磁材可以依據(jù)其表面的涂封顏色或特征來快速識(shí)別：

磁性材料識(shí)別

鐵粉心有三種分別涂漆顏色為：（黃/白），（藍(lán)/黃）或（綠/藍(lán)），（灰/黃）羰基鐵涂漆顏色為：（全黃）或（藍(lán)/白）高磁通涂漆顏色為：（全藍(lán)）鐵鎳鉬涂漆顏色為：（全灰），（清漆）鐵硅鋁涂漆顏色為：（全黑）鎳鋅鐵氧體不涂漆的表面粗糙，容易掉粉，顏色發(fā)灰錳鋅鐵氧體不涂漆的表面較平滑，不易掉粉，顏色深非晶納米晶合金多涂有全紅，全藍(lán)，全白等顏色，與上述涂封有明顯區(qū)別。

鐵氧體磁環(huán)磁導(dǎo)率的測(cè)算：

1.測(cè)量磁環(huán)的外徑D，內(nèi)徑d，環(huán)的高度H，單位mm。

2.用漆包線穿繞10~20圈，繞緊點(diǎn)，不要太松，測(cè)量其電感量L，單位為uH，電感量大點(diǎn)測(cè)算誤差小，電感量小測(cè)算誤差就會(huì)大，請(qǐng)根據(jù)實(shí)際需要確定穿繞的圈數(shù)N。

2.將以上數(shù)據(jù)代入下式計(jì)算出大約的磁導(dǎo)率u0u0=2500*L*(D+d)/((D-d)*H*N*N)例如：13X7X5的磁環(huán)，繞20圈，測(cè)得電感量23uH，代入上式計(jì)算u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=1150000/12000=95.8測(cè)算結(jié)果與磁導(dǎo)率100的規(guī)格最接近，確定該磁環(huán)的u0是100，注意一般u0標(biāo)稱誤差有+ -10%。對(duì)于沒有參數(shù)的磁環(huán)可以首先根據(jù)外觀特征初步判斷是哪種材料，再測(cè)算磁導(dǎo)率，就可以確定該磁環(huán)的主要規(guī)格了。

磁性材料作用

1.有一匝以上的線圈習(xí)慣稱為電感線圈,少于一匝（導(dǎo)線直通磁環(huán)）的線圈習(xí)慣稱之為磁珠；

2.電感是儲(chǔ)能元件,而磁珠是能量轉(zhuǎn)換（消耗）器件；

3.電感多用于電源濾波回路,磁珠多用于信號(hào)回路,用于EMC對(duì)策；

4.磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾,而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾.兩者都可用于處理EMC、EMI問題；

5.電感一般用于電路的匹配和信號(hào)質(zhì)量的控制上.在模擬地和數(shù)字地結(jié)合的地方用磁珠；

6.磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率，他等效于電阻和電感串聯(lián)，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(shí)呈現(xiàn)阻性，所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高調(diào)頻濾波效果；作為電源濾波，可以使用電感。磁珠的電路符號(hào)就是電感但是型號(hào)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；

7.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(hào)轉(zhuǎn)化為熱能，電感把交流存儲(chǔ)起來，緩慢的釋放出去；

8.磁珠對(duì)高頻信號(hào)才有較大阻礙作用，一般規(guī)格有100歐/100mMHZ ,它在低頻時(shí)電阻比電感小得多；

9.鐵氧體磁珠(Ferrite Bead) 是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾組件，廉價(jià)、易用，濾除高頻噪聲效果顯著；

10.在電路中只要導(dǎo)線穿過它即可（我用的都是象普通電阻模樣的，導(dǎo)線已穿過并膠合，也有表面貼裝的形式，但很少見到賣的）。當(dāng)導(dǎo)線中電流穿過時(shí)，鐵氧體對(duì)低頻電流幾乎沒有什么阻抗，而對(duì)較高頻率的電流會(huì)產(chǎn)生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā)，其等效電路為一個(gè)電感和一個(gè)電阻串聯(lián)，兩個(gè)組件的值都與磁珠的長度成比例。磁珠種類很多，制造商應(yīng)提供技術(shù)指標(biāo)說明，特別是磁珠的阻抗與頻率關(guān)系的曲線；

11.有的磁珠上有多個(gè)孔洞，用導(dǎo)線穿過可增加組件阻抗（穿過磁珠次數(shù)的平方），不過在高頻時(shí)所增加的抑制噪聲能力不可能如預(yù)期的多，而用多串聯(lián)幾個(gè)磁珠的辦法會(huì)好些；鐵氧體是磁性材料，會(huì)因通過電流過大而產(chǎn)生磁飽和，導(dǎo)磁率急劇下降。大電流濾波應(yīng)采用結(jié)構(gòu)上專門設(shè)計(jì)的磁珠，還要注意其散熱措施；

12.鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲（可用于直流和交流輸出），還可廣泛應(yīng)用于其它電路，其體積可以做得很小。特別是在數(shù)字電路中，由于脈沖信號(hào)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(chǎng)合發(fā)揮磁珠的作用；