磁珠的原理

            　　磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率，他等效于電阻和電感串串串聯(lián)，但電阻值和電感串串值都隨頻率變化。
            他比普通的電感串串有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現(xiàn)阻性，所以能在相當寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻，從而調(diào)頻濾波效果。
            　　作為電源濾波，可以使用電感串串。磁珠的電路號就是電感串串，但是型號上可以看出使用的是磁珠。在電路功能上，磁珠和電感串串是原理相同的，只是頻率特性不同罷了． 
           磁珠由氧磁體組成，電感串串由磁心和線圈組成，磁珠把交流信號轉(zhuǎn)化為熱能，電感串串把交流存儲起來，緩慢的釋放出去。
           磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用，一般規(guī)格有100歐/100mMHZ ,它在低頻時電阻比電感串串小得多。
            　　鐵氧體磁珠 (Ferrite Bead) 是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種干擾組件，廉價、易用，濾除高頻噪聲效果顯著。
            　　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，但很到賣的）。當導(dǎo)線中電流穿過時，鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什么阻，而對較高頻率的電流會產(chǎn)生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā)，其等效電路為一個電感串串和一個電阻串聯(lián)，兩個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)指標說明，是磁珠的阻與頻率關(guān)系的曲線。

            　　有的磁珠上有多個孔洞，用導(dǎo)線穿過可增加組件阻（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(yù)期的多，而用多串聯(lián)幾個磁珠的辦好些。

            鐵氧體是磁性材料，會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)計的磁珠，還要注意其散熱措施。
            　　鐵氧體磁珠不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。是在數(shù)字電路中，由于脈沖信號含有頻率很高的高次諧波，也是電路高頻輻射的主要，所以可在這種場合發(fā)揮磁珠的作用。

            鐵氧體磁珠還廣泛應(yīng)用于信號電纜的噪聲濾除。
            以常用于電源濾波的HH-1H3216-500為例，其型號各字段含義依次為：
            HH 是其一個系列，主要用于電源濾波，用于信號線是HB系列；
            1 表示一個組件封裝了一個磁珠，若為4則是并排封裝四個的；
            H 表示組成物質(zhì)，H、C、M為中頻應(yīng)用（50－200MHz），
            T低頻應(yīng)用（50MHz），S高頻應(yīng)用（200MHz）；

            3216 封裝尺寸，長3.2mm，寬1.6mm，即1206封裝；

            500 阻（一般為100MHz時），50 ohm。
            其產(chǎn)品參數(shù)主要有三項：
            阻[Z]@100MHz (ohm) : Tical 50, Minimum 37;
            直流電阻DC Resistance (m ohm): Maximum 20;
            額定電流Rated Current (mA): 2500.

            磁珠的原理
            　　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大，具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感串串的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容小。對于抑制電磁干擾用的鐵氧體，重要的性能參數(shù)為磁導(dǎo)率u和飽和磁通密度Bs。磁導(dǎo)率u可以表示為復(fù)數(shù)，實數(shù)部分構(gòu)成電感串串，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串串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(dǎo)線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構(gòu)成的電感串串阻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不同的。

            　　在低頻段，阻由電感串串的感構(gòu)成，低頻時R很小，磁芯的磁導(dǎo)率較高，因此電感串串量較大，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特性的電感串串，這種電感串串容易造成諧振。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，阻由電阻成分構(gòu)成，隨著頻率升高，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感串串的電感串串量減小，感成分減小 。但是 ，這時磁芯的損耗增加，電阻成分增加，導(dǎo)致總的阻增加，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。
            　　鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

            　　兩個元件的數(shù)值大小與磁珠的長度成正比，而且磁珠的長度對抑制效果有明顯影響，磁珠長度越長抑制效果越好。

   一.電感的作用

    基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等

    形象說法：“通直流，阻交流”

    細說：在電子線路中，電感線圈對交流有限流作用，它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等；變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻變換等。

    由感XL=2πfL 知電感L越大，頻率f越高，感就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比，還與電流變化速度i/t 成正比，這關(guān)系也可用下式表示：

    電感線圈也是一個儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示：WL=1/2 Li2 。

    可見，線圈電感量越大，流過越大，儲存的電能也就越多。

    電感在電路常見的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道，電容具有“阻直流，通交流”的本領(lǐng)，而電感則有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有許多干擾信號的直流電通過LC濾波電路（如圖），那么，交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉；變得比較純凈的直流電流通過電感時，其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能，頻率較高的容易被電感阻，這就可以抑制較高頻率的干擾信號。

    變成磁感和熱能，頻率較高的容易被電感阻，這就可以抑制較高頻率的干擾信號。

    LC濾波電路

    在線路板電源部分的電感一般是由線徑粗的漆包線環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個高大的濾波鋁電解電容，這二者組成的就是上述的 LC濾波電路。另外，線路板還大量采用“蛇行線＋貼片鉭電容”來組成LC電路，因為蛇行線在電路板上來回折行，也可以看作一個小電感。

    二、 電感的主要特性參數(shù)

    2.1 電感量L

    電感量L表示線圈本身固有特性，與電流大小無關(guān)。除專門的電感線圈（色碼電感）外，電感量一般不專門標注在線圈上，而以特定的名稱標注。

    2.2 感XL

    電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感XL，單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL

    2.3 品質(zhì)因素Q

    品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個物理量，Q為感XL與其等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。線圈的Q值愈高，回路的損耗愈小。線圈的Q值與導(dǎo)線的直流電阻，骨架的介質(zhì)損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈，多股粗線圈均可線圈的Q值。

    2.4 分布電容

    線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。

    2.5 允許誤差：電感量實際值與標稱之差除以標稱值所得的百分數(shù)。

    2.6 標稱電流：指線圈允許通過的電流大小，通常用字母A、B、C、D、E分別表示，標稱電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。

    三、常用電感線圈

    3.1 單層線圈

    單層線圈是用緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機中波天線線圈。

    3.2 蜂房式線圈

    如果所繞制的線圈，其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行，而是相交成的角度，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)線來回彎折的次數(shù)，常稱為折點數(shù)。蜂房式繞法的優(yōu)點是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機來繞制，折點越多，分布電容越小

    3.3 鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

    線圈的電感量大小與有無磁芯有關(guān)。在空芯線圈中鐵氧體磁芯，可增加電感量和線圈的品質(zhì)因素。

    3.4 銅芯線圈

    銅芯線圈在短波范圍應(yīng)用較多，利用旋動銅芯在線圈中的位置來改變電感量，這種調(diào)整比較方便、耐用。

    3.5 色碼電感線圈

    是一種高頻電感線圈，它是在磁芯上繞上一些漆包線后再用環(huán)氧樹脂或塑料封裝而成。它的工作頻率為10KHz至200MHz，電感量一般在0.1uH到3300uH之間。色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標志方法同電阻一樣以色環(huán)來標記。其單位為uH。

    3.6 阻流圈（扼流圈）

    限制交流電通過的線圈稱阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。

    3.7 偏轉(zhuǎn)線圈

    偏轉(zhuǎn)線圈是電視機掃描電路輸出級的負載，偏轉(zhuǎn)線圈要求：偏轉(zhuǎn)靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價格低。

    四、 電感的型號、規(guī)格及命名。

    國內(nèi)外有眾多的電感生產(chǎn)廠家，其中廠家有SAMUNG、PHI、TDK、X、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等。

    5.1 片狀電感

    電感量：10NH～1MH

    材料：鐵氧體 繞線型 陶瓷疊層

    ： J=&plun;5% K=&plun;10% M=&plun;20%

    尺寸：=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm

    個別示意圖： 貼片繞線電感 貼片疊層電感

    5.2 功率電感

    電感量：1NH～20MH

    帶屏蔽、不帶屏蔽

    尺寸：D43、D54、D73、D75、D104、D105；RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124；CD43/54/73/75/104/105；

    個別示意圖： 貼片功率電感 屏蔽式功率電感

    5.3 片狀磁珠

    種類：CBG（普通型） 阻：5Ω～3KΩ

    CBH（大電流） 阻：30Ω～120Ω

    CBY（型） 阻：5Ω～2KΩ

    個別示意圖： 貼片磁珠 貼片大電流磁珠

    規(guī)格：0402/0603/0805/1206/1210/1806（貼片磁珠）

    規(guī)格：B302520/B403025/B853025（貼片大電流磁珠）

    5.4 插件磁珠

    規(guī)格：RH3.5

    5.5 色環(huán)電感

    電感量：0.1uH～22MH

    尺寸：0204、0307、0410、0512

    豆形電感：0.1uH～22MH

    尺寸：0405、0606、0607、0909、0910

    ：J=&plun;5% K=&plun;10% M=&plun;20%

    ：J=&plun;5% K=&plun;10% M=&plun;20%

    插件的色環(huán)電感 讀法：同色環(huán)電阻的標示

    5.6 立式電感

    電感量：0.1uH～3MH

    規(guī)格：PK0455/PK0608/PK0810/PK0912

    5.7軸向濾波電感

    規(guī)格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019

    電感量：0.1uH-10mH。

    額定電流：65mA~10A。

    Q值高，價位一般較低，自諧振頻率高。

    5.8 磁環(huán)電感

    規(guī)格：TC3026/TC3726/T426/TC5026

    尺寸（單位mm）：3.25~15.88

    5.9 空氣芯電感

    空氣芯電感為了取得較大的電感值，往往要用較多的漆包線繞成，而為了減少電感本身的線路電阻對直流電流的影響，要采用線徑較粗的漆包線。但在一些體積較少的產(chǎn)品中，采用很重很大的空氣芯電感不太現(xiàn)實，不但增加成本，而且限制了產(chǎn)品的體積。為了電感值而保持較輕的重量，我們可以在空氣芯電感中磁心、鐵心，電感的自感能力，借此電感值。目前，在計算機中，大部分是磁心電感。

    五、 常見的磁芯磁環(huán)

    鐵粉芯系列

    材質(zhì)有：-2材（紅/透明）、-8材（黃/紅）、-18材（綠/紅）、-26材（黃/白）、-28材（灰/綠）、-33材（灰/黃）、-38材（灰/ 黑）、-40材（綠/黃）、-45材（黑色）、-52材（綠/藍）；尺寸：外徑大小從30到400D（注解：外徑從7.8mm到102mm）。

    鐵硅鋁系列

    主要u值有：60、75、90、125；尺寸：外徑大小從3.5mm到77.8mm。

    兩種產(chǎn)品的規(guī)格除了主要的環(huán)形外，另有E形，棒形等，還可以根據(jù)客戶提供的各項參數(shù)定做。它們廣泛應(yīng)用于計算機主機板，計算機電源，電源供應(yīng)器，手機充電器，燈飾變壓調(diào)光器，不間斷電源（UPS），各種家用電器控制板等。

    六、電感在使用過程中要注意的事項

    8.1電感使用的場合

    潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現(xiàn)的是感性，還是阻特性等，都要注意。

    8.2電感的頻率特性

    在低頻時，電感一般呈現(xiàn)電感特性，既只起蓄能，濾高頻的特性。

    但在高頻時，它的阻特性表現(xiàn)的很明顯。有耗能發(fā)熱，感性效應(yīng)降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性一樣。

    下面就鐵氧體材料的電感加以解說：

    鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng)用，因為在低頻時他們主要程電感特性，使得線上的損耗很小。在高頻情況下，他們主要呈電特性比并且隨頻率改變。實際應(yīng)用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián)，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻變得相當高，以至于電流通過電阻。鐵氧體是一個消耗裝置，高頻能量在上面轉(zhuǎn)化為熱能，這是由他的電阻特性決定的。

    8.3 電感設(shè)計要承受的電流，及相應(yīng)的發(fā)熱情況。

    8.4 使用磁環(huán)時，對照上面的磁環(huán)部分，找出對應(yīng)的L值，對應(yīng)材料的使用范圍。

    8.5注意導(dǎo)線（漆包線、紗包或裸導(dǎo)線），常用的漆包線。要找出適合的線經(jīng)。