在之前的微信公眾號文章《電子設備電磁干擾(EMI)的發生與對策》中，簡單介紹了磁珠在EMI對策中的應用，本文將詳細介紹穿心磁珠的作用原理及其應用。

一、穿心磁珠的原理

穿心磁珠也叫磁珠濾波器，是一種EMI噪音濾波器，主要用于抑制高頻噪音。實物與電感相似，原理與電感基本一樣，所以部分廠家會將穿心磁珠歸類為電感。電感是一種儲能器，對于抑制噪音的主要原理有點類似電網調節的“削峰填谷”，就是利用楞次定律來實現抑制噪音。電感在濾波應用的過程中會有銅損與鐵損，所以當然也會有利用鐵損來實現噪音的“削峰”。

穿心磁珠主要是靠磁心的鐵損（磁滯損耗與渦流損耗）來實現濾波效果。電流流經磁珠會在磁珠內部形成磁場，當電流發生變化時，磁場隨之變化。根據電磁感應原理，磁心內部（如紅色截面）會產生電場，形成內部的渦流。磁心的內阻很大，這些渦流最終以熱量的形式散發出去，實現了“削峰”式的濾波效果。同樣的，穿心磁珠也存在微量電感，所以也會有微量的“削峰填谷”式的濾波效果。因此磁珠的指標單位是Ω，一般用在電源線或者信號線上以抑制高頻噪音。如圖1所示。

圖1 穿心磁珠主要濾波原理

穿心磁珠的磁心一般采用鎳鋅鐵氧體材質，也可使用非晶帶材、納米晶帶材；形狀多樣，如單孔（RH）、雙孔（RID）與六孔（R6H）；但用途也都是抑制噪音。穿心磁珠的安裝方式主要分為插件式、貼片式，其中插件式的又分為立式與臥式。

二、穿心磁珠的主要用途

磁珠的主要用途是抑制二極管/MOS管反向恢復時產生的噪音。

如圖2，DC-DC轉換器中的開關電路。在該電路中，一般情況下流過二極管的電流不從陽極流向陰極。假設在正向電流流過二極管施加反向電壓，常理來說二極管的電流會立即截停，但實際上二極管上會有短時間的很大的逆向電流。它被稱為二極管的反向恢復特性，這個電流流動的時間被稱為反向恢復時間。該回路是主電流回路，所以回路上的電阻在設計上要盡可能小，這也導致了反向恢復特性的短路電流缺少限制，會變成非常大，這也是二極管產生大損耗或產生大噪音的主要原因。

圖2 DC-DC轉換器中的開關電路

在開關電源中，開關晶體管（功率MOSFET）搭配二極管的反向恢復特性成為大的噪音主要原因。如果在二極管的引線中加入穿心磁珠，則可以形成線圈，可以抑制反向恢復特性的短路電流，減少噪音。高速二極管的反向恢復時間會有數納秒，短路電流有時甚至會相差數十安培，為了抑制短路電流噪音，當然也可以加入電阻，但是如此一來就會產生很大的功率損耗及電壓降，所以優先選擇磁珠來抑制短路電流噪音的同時，不會造成無效的功率損耗及額外的電壓降。

穿心磁珠不僅使用在電源線上，也可以在各種信號傳輸線路上使用，用作高頻濾波器。

針對高頻段的EMI解決方案，科達嘉推出了各種系列的穿心磁珠：RH系列，RHD系列，RID系列，RHV系列，SMB系列等，可以滿足客戶的插件式、貼片式的安裝需求。

請參考如下科達嘉代表穿心磁珠。

圖3 插件磁珠：RHR系列

圖4 大電流貼片磁珠：SMB系列

更多詳細型號信息請參考科達嘉官網：磁珠_CODACA科達嘉電子

三、總結

電子產品的高頻化趨勢，給電子產品帶來小型化及節能化的同時，也帶來了高頻率的電磁兼容問題，而傳統的電感產品在高頻段的電磁干擾處理能力不盡如人意，為解決高頻段的EMI問題，磁珠就應運而生。

為助力電子設備解決高頻段的EMI問題，科達嘉開發了各種系列標準化的功率電感、共模電感的同時，也開發了各類結構的穿心磁珠。工程師可以根據設計的應用要求，訪問科達嘉官網或者咨詢科達嘉相關人員選擇合適的科達嘉標準化的穿心磁珠。

審核編輯 黃宇