磁珠的特點(diǎn)以及它與電感的區(qū)別

磁珠(Ferrite Bead)是近年來出現(xiàn)的一種抗干擾元件，廉價、實(shí)用，濾除高頻噪聲效果顯著，外形多為矩形(類似于貼片電阻)或圓柱形，如圖1所示。磁珠體積小，適于貼片安裝，并具有良好的高頻濾波特性，目前已廣泛用于平板彩電、數(shù)碼產(chǎn)品等電器中。

一、組成與主要用途

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，其制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似，顏色為灰黑色，如圖2所示。鐵氧體具有很高的導(dǎo)磁率，高頻損耗非常大，也是制作電感的主要材料。當(dāng)用導(dǎo)線穿過鐵氧體磁芯時，就構(gòu)成了電感或磁珠。

不同的鐵氧體有不同的出色的/卓越的/優(yōu)異的/杰出的抑制頻率范圍，通常磁導(dǎo)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(xì)的形狀比短而粗的抑制效果好，內(nèi)徑越小抑制效果也越好。另外，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，可承受的偏流就越大。

有的磁珠上有多個孔洞，如圖3所示，用導(dǎo)線穿過的孔洞數(shù)越多，則阻抗就增加得越多。當(dāng)然，在實(shí)際使用中，為了提高對高頻信號的吸收能力，也可采用多只磁珠串聯(lián)的辦法。
磁珠的主要作用是吸收高頻信號(多指30MHz以上)，以抑制信號線或電源線中的高頻噪聲和尖峰千擾，同時還具有吸收靜電脈沖的能力。在平板彩電中，常在射頻(RF)信號處理、高頻振蕩、鎖相環(huán)、超高頻存儲器(如DDR SDRAM，RAMBUS等)電路的電源輸入中串聯(lián)磁珠，以消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)或電路中的干擾。電磁干擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)，在要消除這些不需要的信號能量中，磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器)，濾除交流信號，允許直流信號通過。因此，磁珠應(yīng)當(dāng)安裝在靠近千擾源的地方。對于信號輸入/輸出電路，應(yīng)盡量靠近屏蔽殼的進(jìn)、出口處安裝。磁珠不僅可用在直流或交流電源電路中，以濾除高頻噪聲，還可用在信號傳輸電路中，以濾除線纜或銅箔引起的噪聲，也可廣泛地用于其他電路，特別是在數(shù)字電路中。
二、主要參數(shù)與型號命名

阻抗、直流電阻、額定電流這三項(xiàng)。通常標(biāo)注在磁珠表面的參數(shù)是阻抗，如圖4所示，其單位是歐姆(Ω)，而不是享利(H)，這一點(diǎn)要特別注意。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗(單位是歐姆)來標(biāo)稱的，例如“100R@100MHz"，表示在頻率為100MHz電路中，該磁珠的阻抗為100Ω。

磁珠的型號命名由字母與數(shù)據(jù)組成，下面以常用于電源濾波的HH-1H3216-500型磁珠為例，說明各字段的含義:
“HH"表示一個系列，主要用于電源濾波，若用于信號電路，則采用“HB”系列;“1”表示一個組件封裝了一個磁珠，若為“4”則表示并排封裝4只;"H"表示使用環(huán)境，其中:“H”、“C”、“M”表示用于中頻(50MHz~200MHz)電路中，“工”表示用于低頻(小于50MHz)電路中，“S"表示用于高頻(大于200MHz)電路中;“3216”表示封裝尺寸，即長3.2mm，寬1.6mm，這就是常說的1206封裝; 500”表示阻抗為5092，一般是指頻率為100MHz時的阻抗。
三、磁珠和電感的區(qū)別
雖然磁珠的電路符號與電感一樣，工作原理與電感相同，但在具體應(yīng)用中還是有所差別。
1.頻率特性不同
從物理特性上看，一只電感或磁珠等效于一只電阻R和一只理想電感L串聯(lián)，其等效阻抗會隨著頻率的升高而增加，但是在不同頻率時其特性有所不同:
在低頻段，由于R值很小，磁芯的磁導(dǎo)率較高，因此電感量較大，阻抗主要由L決定。低頻時電磁干擾被反射而受到抑制，并且這時磁芯的損耗較小，在這種情況下，應(yīng)采用低損耗高品質(zhì)因數(shù)(Q值)的電感，若用磁珠，會出現(xiàn)干擾增強(qiáng)現(xiàn)象。
在高頻段，由于頻率升高，磁芯的磁導(dǎo)率降低，電感量減小，感抗所起作用減小，這時磁芯的損耗增加，電阻成分增加，最終會使器件的阻抗增加，當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時，電磁千擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能從而耗散掉。在這種情況下，就適宜采用具有很高的電阻率和磁導(dǎo)率的磁珠。
磁珠比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現(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，從而增加高頻濾波效果。由于脈沖信號含有頻率很高的高次諧波，是電路高頻輻射的主要根源，在這種環(huán)境下，磁珠正好能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。
2.用于的電路不同
電感是儲能元件，把電能以電磁能的形式存儲起來，然后再釋放出去，而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件，把交流信號轉(zhuǎn)化為熱能。電感多用于電源濾波LC振蕩、中低頻濾波等電路中，側(cè)重于抑止傳導(dǎo)性千擾，其工作頻率一般不超過50MHz;磁珠多用于信號回路，用來吸收超高頻信號，主要用于EMI方面。
另外，磁珠也可用于普通濾波器中。因?yàn)槠胀V波器是由無損耗的電抗元件構(gòu)成的，它在線路中的作用是將阻帶頻率反射回信號源，所以這類濾波器又叫反射濾波器。當(dāng)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(qiáng)。為解決這一弊病，可在濾波器的進(jìn)線上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠，利用滋環(huán)或磁珠對高頻信號的渦流損耗，把高頻成分轉(zhuǎn)化為熱損耗。因此磁環(huán)和磁珠實(shí)際上對高頻成分起吸收作用，所以這種濾波器又稱為吸收濾波器。