磁珠的选型与案例

big_gun

磁珠的引用

磁珠应用到很多方面例如电源的滤波，常应用于信号线滤波三板上的高处诗中器件的电源滤波等。 也是抗EMI的器件改善PCB板EMI辐射
2 M5 H# S" G* y磁珠的机理是怎么样将电源上的噪声或大的纹波去除掉的呢？其实是依靠阻抗的频段比较低的，信号畅通无阻的通过，而频段比较高的噪声就将其吸收掉，转化为电阻的内能。磁珠在一定频率内反射噪声在一定频带内还能吸收噪声并转化为内能。

那么如何选择正确的磁珠参数呢？确保多低的阻抗才能使有效的信号顺利通过该道路呢？
9 @/ i9 f: _' @/ G1 C! B磁珠手册

在常规的手册中，我们主要看到阻抗、直流电阻、还有额定电流这三个参数。
# [* |, w8 f! d7 l+ o4 f阻抗一般会标识在多少的频率上才呈现出该有的阻抗，手册一般在100Mhz。

- l/ R# Y$ b! p; I, u8 Z3 Y( Q) Q
5 D& S( u  d0 l8 ?1 f
# G  i+ e& X/ [; Q* D额定电流
7 b; ?" P$ s4 Q! `% H5 A- B磁珠都有额定电流，在正常情况下电流不能超过额定电流，否则就会烧毁。
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直流电阻
这个导线电阻与线圈的多少有关系，而线圈的多少与 100Mhz 时的阻抗大小也是成正比的。所以一般标称阻抗大的，磁珠的 DCR 也大，于是导致过流能力也小。一般阻抗越高，DCR越大

阻抗
+ n( p7 c( s3 h. {& r6 P3 }阻抗的标阻抗都是在100兆赫兹情况下。同一系列的阻抗一般般标称阻抗更大的，额定电流会更小，直流导通电阻要更大，因为磁珠内部的线圈更长。
' j- S9 Z2 t7 _, A$ h5 l" @* s磁珠的等效电路模型

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+ ]( h: P- r" y' V" I  d& g' N( ^0 E
% {! D  S" x) [( @; X/ V6 m. E+ `L1: 磁珠有线圈，存在电感
7 ]% s% p$ J2 v) ]4 A: t$ g* C: ?; QC1: 线圈与线圈之间，有寄生电容
7 G+ Y& W9 x4 F) ^, O' l. V  aR1: 磁芯有损耗
R2: 线圈的导线电阻
7 _; s: b. T* T
+ h5 i# Z9 d4 h! i7 r  Y( A: t磁珠Z， X， R频率特性

3 l5 V/ L7 o' w! M +

/ z: n  w7 ?" H$ K3 M+ @- T
# S4 h. J8 e" C4 v+ S# rZ 表示总的阻抗，R 表示电阻，X 表示感抗
磁珠的阻抗Z由电阻成分R和电抗成分X共同决定。在低频段X感抗起主导作用,磁珠呈现为电感性,功能是反射噪声，在高频段，电阻起决定作用磁珠主要呈现为电阻性。吸收噪音并将噪音转化为内能。

从图中可以看出转折点所在的频率以下磁珠呈现电感性，在转换点频率以上磁珠呈现电阻性。因此，转换点所在的频率越高，磁珠体现电感性的频带越宽。对低频的吸收能力越弱，转换点所在的频率越低，磁珠体现电阻性的频带越宽，对低频噪声的吸收能力越强，在磁珠选型需要分析电路上信号和噪声所在的频带。所选择的磁珠应满足，电路噪声的频带大于磁珠转换点频率。以便使磁珠吸收噪声而不是反射噪声，电路信号的频带尽量小于磁珠转换点频率，以防止有效信号被磁珠衰弱。

磁珠和电容构成低通滤波器时，一个是属于耗能器件，一个是属于储能器件。两者的搭配协同工作时不会产生自激现象。通常电路有π型滤波，LC滤波等。

$ X7 n7 X, l$ a, Q6 {4 ~; a

电源上用：选用蓝色的，“矮胖型”的，更为平滑，整个频带都有一定的阻抗，滤波效果更好。
1 V/ e5 i3 \: C( u5 J$ i( O' l; R信号线上用：选绿色，“瘦高型”的，因为我们需要保证有用信号通过，而去掉其高次谐波，瘦高型更好。假如有用信号为 10Mhz，图中瘦高型磁珠阻抗是 11 欧姆，而那个矮胖型的是 25Ω，那么瘦高型对有用信号 10Mhz 影响更小。而在高频，大于 100Mhz 以后，瘦高型阻抗更大，对不需要的高次谐波衰减更好，因此，信号线上使用瘦高型的磁珠更好。
3 l  E1 M  @, X* M
电源使用磁珠的例子
  某IC的3.3V电源使用磁珠隔离，IC工作平均电流为200mA左右，请问磁珠该怎么选？
1、额定电流：大于300mA，尽量多留些裕量。
! I9 O3 n9 Q0 G6 J" {2、DCR：假定该IC最低工作电压为3.0V，那么容许的压降为3.3V-3.0V=0.3V，那么DCR应该小于0.3V/200mA=1.5Ω，留50%左右裕量，DCR≤0.75Ω。
* F1 W  T& e3 ~0 t3、阻抗：尽量阻抗大的。
辐射整改
, [; e5 I3 ?& K1 g1、确认是否此处辐射：将磁珠改为0Ω电阻，确认辐射值是否有变化，有变化说明是此处。
2、满足额定电流和DCR的情况下，尽量选用在超标频率阻抗值大的磁珠，需要考虑偏置电流的影响，需要多尝试。
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信号线使用磁珠的例子
* H( i2 \: x) H* N$ Z" g! i( P" f   做3C/CE/FCC认证时，24Mhz的时钟信号，引起的120Mhz，240Mhz等谐波超标。
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1、有用信号频率：24Mhz及其较低次谐波
& B' P( {* Z4 X' c7 _5 S2、需要抑制的频率：超标的120Mhz…
3、寻找24Mhz处的阻抗尽量小的磁珠，并且120Mhz阻抗尽量大的磁珠。这两者是矛盾的，所以需要多尝试。改磁珠后需要测量信号质量，满足时序要求。一般可能需要多次尝试。
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VIC56

电感330欧/100MHz是指什么?电感有两种，一种是磁珠，一种是功率电感，但两者是完全不同的，功率电感的单位是亨，磁珠的单位是欧，一种类型为磁珠，电感330欧/100MHz是指100MHz频率时阻抗是330欧。

STGing

磁珠的全称为铁氧体磁珠滤波器(另有一种是非晶合金磁性材料制作的磁珠)，是一种抗干扰元件，滤除高频噪声效果显著。磁珠的主要原料为铁氧体。

架海梁心

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。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。