磁珠

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，侧重于抑止传导性干扰；磁珠多用于信号回路，主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDR,SDRAM,RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种储能元件，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50MHz。

在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性元件和EMI滤波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠，以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值，载流能力以及其他类似物理特性不同外，通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。在需要使用片式电感的场合，要求电感实现以下两个基本功能：电路谐振和扼流电抗。谐振电路包括谐振 发生电路，振荡电路，时钟电路，脉冲电路，波形发生电路等等。谐振电路还包括高Q带通滤波器电路。要使电路产生谐振，必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容，这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中，电感必须具有高Q，窄的电感偏差，稳定的温度系数，才能达到谐振电路窄带，低的频率温度漂移的要求。高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。电感结构包括介质材料（通常为氧化铝陶瓷材料）上绕制线圈，或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。在功率应用场合，作为扼流圈使用时，电感的主要参数是直流电阻（DCR）,额定电流，和低Q值。当作为滤波器使用时，希望宽的带宽特性，因此，并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降，DCR定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。

片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构（PCB电路）中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射（EMI）。要消除这些不需要的信号能量，使用片式磁珠扮演高频电阻的角色（衰减器），该器件允许直流信号通过，而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上，然而，低频信号也会受到片式磁珠的影响。

片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。 使用片式磁珠的好处：

小型化和轻量化。在射频噪声频率范围内具有高阻抗，消除传输线中的电磁干扰。 闭合磁路结构，更好地消除信号的串绕。 极好的磁屏蔽结构。降低直流电阻，以免对有用信号产生过大的衰减。

显著的高频特性和阻抗特性（更好的消除RF能量）。在高频放大电路中消除寄生振荡。有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。要正确的选择磁珠，必 须注意以下几点： 不需要的信号的频率范围为多少。 噪声源是谁。需要多大的噪声衰减。 环境条件是什么（温度，直流电压，结构强度）。 电路和负载阻抗是多少。是否有空间在PCB板上放置磁珠。前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要，即电阻，感抗和总阻抗。总阻抗通过ZR22πfL()2+:=fL来描述。典型的阻抗曲线可参见磁珠的DATASHEET。

通过这一曲线，选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。 片式磁珠在过大的直流电压下，阻抗特性会受到影响，另外，如果工作温升过高，或者外部磁场过大，磁珠的阻抗都会受到不利的影响。

使用片式磁珠和片式电感的原因：是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。片式磁珠和片式电感的应用场合： 片式电感：射频（RF）和无线通讯，信息技术设备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDAs（个人数字助理），无线遥控系统以及低压供电模块等。片式磁珠：时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器（比如串口，并口，键盘，鼠标，长途电信，本地局域网），射频（RF）电路和易受干扰的逻辑设备之间，供电电路中滤除高频传导干扰，计算机，打印机，录像机（VCRS）,电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。

采封闭磁路结构，可高密度安装、并避免干扰，良好的焊锡性、及耐热性，大电流达6A。广泛使用在笔记型电脑、磁片驱动装置、喷墨印表机、硬碟磁碟机、影印机、显示监视器、游戏机、彩色电视、录放影机、光碟机、摄影机、数位相机、汽车电子产品、防干扰对策上。

磁珠参数主要包括：初始磁通量(U值) 居里温度 工作频率

高U的磁饱合度低，即磁珠在低频能够承受最大的电流越大，感抗随电流变化而呈容抗。磁珠发热也就是讲磁芯损耗太大，把功率转化为热能，而没有转化为磁能，把能量消耗掉了。通常镍材磁芯带宽，Q值与U之间有一个平衡关系，U值越高Q值就越低，反之亦是。U值低频工作困难，但损耗小，U值高低频工作较易，但磁芯损耗太大，功率损耗也大，基本上难于连续工作。使用U值400的磁环应该可以大幅降低磁损耗。虽然电感量低了些，但可以增加绕线圈数来解决。以1:4变压器为例子，1圈的初级改成两圈；2圈的次级改为4圈。这样绕线总长度要增加一倍，最高传输频率也要相应降低。

一般磁环居里温度110℃，达到这一温度以后立刻失去磁性，有如空气介质一般；恢复室温以后，磁性能发生了永久性改变，磁导率降低了10%。

在功率放大器的输出变压器上应用的磁性材料如果工作温度超过了居里温度，须臾之间就可以烧毁输出功率管。

输出功率开始下降的那一点就作为该磁环的温度极限。

从过往的实验结果看，55度时，那些EMI磁环还没有出现输出功率下降的情况。

每种磁芯的材料决定了它最佳的工作频率，因此必须根据具体的频率来选择磁芯的材料。低工作频率的磁环强行工作在高频率下，会有很大的损耗和发热，当磁环发热超过居里温度时，电气性能发生突变，也就不能正常工作了。

总上所述，要选对磁环，并不是看外型或体积就可以的，必须要了解它的实际参数，否则在出现问题时，如驻波高、频宽太窄、磁环严重发热或烧坏等，都不知道原因出自何处。　

建议巴伦使用软磁铁氧体中的镍锌（NiZn)材料，这种材料的电气特性比较适合制作巴伦。

镍锌（NiZn)材料的磁珠用万用表测量磁芯表面的电阻应该是绝缘的，它不是导体。如果可测出电阻，就应该不是镍锌（NiZn)材料磁珠。

铁氧体磁珠磁导率的测算：

1、测量磁珠的外径D，内径d，环的高度H，单位mm。

2、用漆包线穿绕10~20圈，绕紧点，不要太松，测量其电感量L，单位为uH，电感量大点测算误差小，电感量小测算误差就会大，请根据实际需要确定穿绕的圈数N。

3、将以上数据代入下式计算出大约的磁导率u0

u0=2500*L*(D+d)/((D-d)*H*N*N)

例如：13X7X5的磁环，绕20圈，测得电感量23uH，代入上式计算

u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=1150000/12000=95.8

测算结果与磁导率100的规格最接近，确定该磁环的u0是100，注意一般u0标称误差有+-10%。

对于没有参数的磁珠可以首先根据外观特征初步判断是哪种材料，再测算磁导率，就可以确定该磁珠的主要规格了。