本文為大家科普磁珠的一些基本知識和選型要點。

關于磁珠

磁珠是一種電感型EMI靜噪濾波器，實物和電感很像，現在用的最多的是鐵氧體磁珠（Ferrite Bead）。

片狀鐵氧體磁珠

磁珠的單位是歐姆，根據型號的不同，可以抑制幾MHz～幾GHz的噪聲，經常被用在信號線和電源線上（串聯使用）。

磁珠和電容、電感濾除噪聲有很大不同，電容主要提供一個地阻抗路徑（隔直通交），電感是將噪聲反射出去（隔交通直），磁珠如何濾除噪聲在下面會提及。

磁珠和電感的相同點和不同點？

磁珠和電感的在電路中的符號是一樣的，卻是不一樣的器件，磁珠單位是歐姆（Ω），電感單位是亨（H）。

磁珠由氧磁體組成，電感由磁芯和線圈組成，磁珠把交流信號轉化為熱能，電感把交流存儲起來，緩慢的釋放出去，所以說電感是儲能，而磁珠是能量轉換（消耗）器件。

我們都知道EMI有兩個途徑，輻射和傳導，磁珠和電感都可以解決EMC和EMI問題，但是側重點不同。

磁珠主要解決輻射干擾問題，信號線上多用磁珠，某一些高頻電路如RF、振蕩電路、DDR SDRAM等都需要在電源輸入部分加磁珠。

電感主要解決傳導干擾問題，高頻電感主要用于中低頻濾波電路、RF匹配等，功率電感主要用于DC-DC電路中。

磁珠的主要參數有哪些？

① 阻抗|Z|：業界習慣，磁珠的阻抗由100MHz時的阻抗確定，所以我們經常在磁珠的SPEC里看到100R@100MHz，指的是在100MHz頻率下，磁珠的阻抗是100R，阻抗越大，抑制噪聲的效果越好，有一些高頻磁珠給出的阻抗是在1GHz頻率下。

阻抗Z頻率特性

有一點需要注意，看上圖，在100MHz時，磁珠的阻抗并不是最大的，所以在選型時可以根據噪聲頻點，選擇頻點附近阻抗最大的型號。

100MHz在某種意義上只是一個標準，僅僅只是一個標準，個人覺得并沒有太大的實際意義，因為磁珠在實際的應用中，隨著頻率的改變，阻抗會相應的發生變化。

所以說，單點接地用磁珠的情況很少，需要提前評估噪聲的頻率范圍。

② 直流電阻DCR：指直流電流通過磁珠時，磁珠呈現的電阻值，DCR一般越小越好，對有用信號的衰減越小。

③ 額定電流Rated Current：指磁珠正常工作時允許的最大電流。

磁珠的直流重疊特性是什么？

我們都知道在電容上加不同的直流電壓，電容容量是會變化的（可以參考之前分享的文章：是誰動了我的電容容量？）

磁珠也有同樣的直流重疊特性，片狀鐵氧體磁珠是一種使用鐵氧體的電感器。因此，當大電流通過時，需要特別注意由于磁飽和所造成的性能改變。

片狀鐵氧體磁珠的直流重疊特性示例

從上圖可以看出，通過磁珠的電流增大時，其阻抗會下降，阻抗下降就意味著抑制噪聲的性能會變差，電流減小時，阻抗又會變大，性能會復原。

所以在選型時，我們要考慮好額定電流和阻抗這兩個參數。

如何理解磁珠的等效模型

之前寫過電阻電容和電感的等效模型《眼見不一定為實！電阻、電容和電感的實際等效模型》

磁珠的等效模型可以簡化為一個電感和一個電阻串聯，當然還會有DCR和寄生電容參數，在這里不作說明。

磁珠的簡化等效電路

電感和電阻都是頻率的函數，所以磁珠的阻抗為Z=R+JWL，下圖所示，箭頭處對應的頻率稱之為交叉頻率，有的叫轉折頻率。

磁珠的|Z|、R、X阻抗曲線示意

小于交叉頻率，Z和XL幾乎是重合的，此時的磁珠呈感性，小電感，此時反射噪聲；大于交叉頻率時，Z和R曲線幾乎是重合的，此時磁珠呈電阻特性，大電阻，起吸收噪聲并轉變為熱能的作用。

交叉頻率越大，磁珠呈現感性的頻段越寬，對低頻的吸收能力越弱，對高頻的吸收能力越強。交叉頻率越小，磁珠呈現感性的頻段越窄，對低頻的吸收能力越強，對高頻的吸收能力越弱。

磁珠選型注意事項

① 分析有用信號和噪聲的頻率噪聲的頻段要大于交叉頻率，便于磁珠吸收噪聲而不是反射噪聲；信號的頻率小于交叉頻率，防止信號被衰減。

② 考慮DCR的大小直流電路中，防止DCR過大，導致信號衰減，比如5V 500mA的電源，經過一個DCR=1R的磁珠時，電壓會衰減500mA*1R=0.5V。

一般情況下，交流阻抗越大，濾除噪聲好，但是DCR也會大，對有用信號有衰減，所以這是一個權衡的過程。

③ 考慮額定電流的大小不要為了省成本，而一味選擇低額定電流的磁珠，考慮到直流重疊特性，隨著電流的變大，阻抗下降，吸收噪聲性能也會下降。舉個例子，某電路大部分時間工作電流為300mA以下，最高會到400mA，但是很少，此時可以選擇額定電流為400mA的磁珠。

今天的文章內容到這里就結束了，希望對你有幫助。
編輯：lyn