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电感和磁珠的区别(网上搜到的资料)~~~大家可以大体看看

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wq_463 发表于 2011-9-26 22:40:49 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

磁珠与电感的区别

磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100 欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。电感的等效电阻可有Z=2X3.14xf 来求得。
铁氧体磁珠(Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰元件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显著。

在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶合,也有表面贴装的形式,但很少见到卖的)。当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个元件的值都与磁珠的长度成比例。磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加元件阻抗(穿过磁珠次数的平方),不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多,而用多串联几个磁珠的办法会好些。铁氧体是磁性材料,会因通过电流过大而产生磁饱和,导磁率急剧下降。大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出)还可广泛应用于其他电路,其体积可以做得很小。特别是在数字电路中,由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场合发挥磁珠的作用。
铁氧体磁珠还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 表示一个元件封装了一个磁珠,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.
磁珠有很高的电阻率和磁导率, 他等效于电阻和电感串联, 但电阻值和电感值
都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,
所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。磁珠主
要用于高频隔离,抑制差模噪声等。
磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都
随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所
以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。
作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使
用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了
磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感
把交流存储起来,缓慢的释放出去。
磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100 欧/100mMHZ ,它在低频时电
阻比电感小得多。
铁氧体磁珠(Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易
用,滤除高频噪声效果显着。
在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶
合,也有表面贴装的形式,但很少见到卖的)。当导线中电流穿过时,铁氧体对
低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电
流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个组件的
值都与磁珠的长度成比例。磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是
磁珠的阻抗与频率关系的曲线。
有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加组件阻抗(穿过磁珠次数的平方),
不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多,而用多串联几个磁珠的
办法会好些。
铁氧体是磁性材料,会因通过电流过大而产生磁饱和,导磁率急剧下降。大电流
滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。
铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出),还
可广泛应用于其它电路,其体积可以做得很小。特别是在数字电路中,由于脉冲
信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场
合发挥磁珠的作用。
铁氧体磁珠还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.
回答了什么磁珠
磁珠的原理
磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。铁氧体
材料为铁镁合金或铁镍合金,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑
色。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料,许多厂商都提供专
门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很
高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最
小。对于抑制电磁干扰用的铁氧体,最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密
度Bs。磁导率μ可以表示为复数,实数部分构成电感,虚数部分代表损耗,随
着频率的增加而增加。因此,它的等效电路为由电感L 和电阻R 组成的串联电路,
L 和R 都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗在形
式上是随着频率的升高而增加,但是在不同频率时其机理是完全不同的。
在低频段,阻抗由电感的感抗构成,低频时R 很小,磁芯的磁导率较高,因此电
感量较大,L 起主要作用,电磁干扰被反射而受到抑制,并且这时磁芯的损耗较
小,整个器件是一个低损耗、高Q 特性的电感,这种电感容易造成谐振因此在低
频段,有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。
在高频段,阻抗由电阻成分构成,随着频率升高,磁芯的磁导率降低,导致电感
的电感量减小,感抗成分减小但是,这时磁芯的损耗增加,电阻成分增加,导
致总的阻抗增加,当高频信号通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转换成热能的形
式耗散掉。
铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源
线入口端加上铁氧体抑制元件,就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于
抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰
的能力。
两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比,而且磁珠的长度对抑制效果有明显影
响,磁珠长度越长抑制效果越好。
磁珠和电感的区别
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,SD
RAM,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L
C 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。
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DATASHEE
T。
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。
磁珠的选用
1. 磁珠的单位是欧姆,而不是亨特,这一点要特别注意。因为磁珠的单位是按
照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。磁珠的DATASHEE
T 上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图,一般以100MHz 为标准,比如
1000R@1
00MHz,意思就是在100MHz 频率的时候磁珠的阻抗相当于600 欧姆。
2. 普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成的,它在线路中的作用是将阻带频率
反射回信号源,所以这类滤波器又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不
匹配时,就会有一部分能量被反射回信号源,造成干扰电平的增强。为解决这一
弊病,可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠套,利用滋环或磁珠对高频信
号的涡流损耗,把高频成分转化为热损耗。因此磁环和磁珠实际上对高频成分起
吸收作用,所以有时也称之为吸收滤波器。
不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高,抑制的
频率就越低。此外,铁氧体的体积越大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细
的形状比短而粗的抑制效果好,内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏
流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制元件横截面越大,越不易饱和,可
承受的偏流越大。
EMI 吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时,通过它的电流值正比于其体积,两者失调
造成饱和,降低了元件性能;抑制共模干扰时,将电源的两根线(正负)同时穿
过一个磁环,有效信号为差模信号,EMI 吸收磁环/磁珠对其没有任何影响,而
对于共模信号则会表现出较大的电感量。磁环的使用中还有一个较好的方法是让
穿过的磁环的导线反复绕几下,以增加电感量。可以根据它对电磁干扰的抑制原
理,合理使用它的抑制作用。
铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路,应尽量靠
近屏蔽壳的进、出口处。对铁氧体磁环和磁珠构成的吸收滤波器,除了应选用高
磁导率的有耗材料外,还要注意它的应用场合。它们在线路中对高频成分所呈现
的电阻大约是十至几百Ω,因此它在高阻抗电路中的作用并不明显,相反,在低
阻抗电路(如功率分配、电源或射频电路)中使用将非常有效。
结论
由于铁氧体可以衰减较高频同时让较低频几乎无阻碍地通过,故在EMI 控制中得
到了广泛地应用。用于EMI 吸收的磁环/磁珠可制成各种的形状,广泛应用于各
种场合。如在PCB 板上,可加在DC/DC 模块、数据线、电源线等处。它吸收所在
线路上高频干扰信号,但却不会在系统中产生新的零极点,不会破坏系统的稳定
性。它与电源滤波器配合使用,可很好的补充滤波器高频端性能的不足,改善系
统中滤波特性。


精彩评论3

桃花岛主 发表于 2011-9-26 22:43:07 | 显示全部楼层
磁珠在电源上使用时要注意通流量,否则磁珠容易饱和,阻抗会下降,滤波效果也将下降。
 楼主| wq_463 发表于 2011-9-26 22:49:58 | 显示全部楼层

磁珠应该应用的频率范围吧,这个用的时候要查手册
孔今 发表于 2011-9-27 19:29:04 | 显示全部楼层

是的,磁珠有频率范围,有的磁珠适用于低频电源滤波,有的适用于高频数字滤波。
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