原创 磁珠与电感

对磁珠和电感的应用也有一些了，现在就对它们作一下简要的总结吧。

在我们的电路设计中，磁珠主要是对高频传导干扰信号进行抑制；而电感则主要是对低频干扰信号进行抑制。当要对频带很宽的干扰信号进行EMI抑制时，就必须同时采用多个不同性质的电感或磁珠才会有效。

电感的高频等效电路如下：

可见，在频率较高时，电感线圈是有分布电容的。

而电感的阻抗曲线如下：

理论上，对传导干扰信号进行抑制，电感量是越大越好，但同时电感的分布电容也会越大，这时两者的作用就会相互抵消，就如图中所示，当电感很大时，它对高频干扰信号的阻抗可能还不如小一些的电感。

那么，若是要对抑制的频率进一步提高，电感线圈只好用它的最小极限值，只有1圈或不到1圈。

磁珠，即穿心电感，它就是匝数小于1圈的电感线圈，它的电感量都比较小，只有几uH—几十uH。当然，磁珠也不是对频率很高的信号都能有抑制的，它也有它的截止频率（这与磁珠的材料有关，通常用的比较多的都是铁氧体磁珠），一般是几十MHz到几百MHz，因此，我们通常所说的磁珠的有效导磁率，也是指的它在某个工作频率范围下的相对磁导率。

对于磁珠的作用，它不仅能有效抑制一些高频的传导干扰，另外还有一个重要的作用就是进行电磁屏蔽，其屏蔽效果甚至比屏蔽线还要好，而且可免去屏蔽线要求接地的麻烦，对共模干扰信号有很强的抑制作用。进行电磁屏蔽的方法也很简单，让一双导线从磁珠中间穿过即可。

总之，我们在使用磁珠和电感的时候，要充分认识到它们的基本特性和不同点，根据不同的场合选择不同的器件，这样才能把它们用得恰到好处。

附：

    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。

    电感主要应用在开关电源以及谐振、阻抗匹配及特殊滤波等场合，而磁珠主要用于防止辐射，对EMC的改善要远优于电感。

    电感的单位是享，型号也是用电感值来命名的，如：GZ2012-100指2012（0805）封装10uH的电感；磁珠的单位是欧，一般磁珠的型号都是用100MHz时的电阻值来命名的，需要注意的是这里是电阻值，而不是等效感抗。比如：JCB201209-301，是指2012（0805）封装100MHz时阻值为300欧的磁珠。

铁氧体磁珠广泛应用于信号电缆的噪声滤除。
以常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例，其型号各字段含义依次为：
HH 是其一个系列，主要用于电源滤波，用于信号线是HB系列；
1 表示一个组件封装了一个磁珠，若为4则是并排封装四个的；
H 表示组成物质，H、C、M为中频应用（50－200MHz），
T低频应用（50MHz），S高频应用（200MHz）；
3216 封装尺寸，长3.2mm，宽1.6mm，即1206封装；
500 阻抗（一般为100MHz时），50 ohm。
其产品参数主要有三项：
阻抗[Z]@100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37;
直流电阻DC Resistance (m ohm): Maximum 20;
额定电流Rated Current (mA): 2500.
 

1.片式电感：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。

2.片式磁珠：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。