磁珠在PCB（印刷线路板）电路设计中的选用

wswnihao

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 DATASHEET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@100MHz，意思就是在100MHz频率的时候磁 珠的阻抗相当于600欧姆。

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。查看详情：http://www.hampoo.com/know-how/detail/79

criterion

谈谈磁珠，因为电感与磁珠，都具有抑制噪声的功能，
因此一般而言，这两者可相互替换，如DC-DC Converter的切换噪声，
除了以电感抑制，亦可更换成磁珠来抑制。




然而在特性上，磁珠与电感仍有些许不同，下图是磁珠的频率响应 :







电感在低频时，完全是个电阻，其阻抗由 DCR 控制，
但由上图可知，磁珠在低频时，其电抗大于电阻，此时完全是个电感。
另外，电感在高频时，呈电感性，
但磁珠在高频时，其电阻大于电抗，呈电阻性。
而在过了SRF之后，会呈现电容性，其抑制噪声能力会下降，这一点电感与磁珠都相同。

磁珠等效于电阻与电感串联，如下图，高频时完全是个电阻，因此抑制高频噪声的原理，与电感有所不同。



根据感抗公式，电感在高频时，具有很大的阻抗，
因此噪声会被反射回去，达到阻隔噪声之效。
而磁珠在高频时，是个电阻，因此会将高频噪声，转化为热能。




虽然一般而言，电感与磁珠可相互替换，
但由于磁珠在高频时为电阻性，能在相当宽的频率范围内保持高阻抗，
因此抑制高频噪声能力，会比电感来得好，所以比起电感，更常被使用于电源走线。

由于磁珠的电感值与电阻值，都会随频率变化，
因此Datasheet，都会标注特定频率下的阻抗值，一般都是以100MHz为特定频率。



虽然磁珠等效于电阻与电感串联，但磁珠对于高频噪声，才有抑制作用，
换言之，我们所要利用的，是磁珠在高频下的电阻特性，
因此在效能上，必须以电阻看待。
而由前述可知，在高频时，由于电感值小于电阻值，其磁珠的阻抗，由电阻所支配，
故其Datasheet的阻抗值，其实几乎等同于电阻值，
所以一般说的600R，代表在100MHz下，该磁珠阻抗为600奥姆，电阻值也约600奥姆。

也因为磁珠的电阻值，会随频率变化，
因此在挑选时，需注意该磁珠于噪声频率下的阻抗值，如下图 :



噪声频率为10MHz，而Sample A在10MHz的阻抗，明显比Sample B高出许多，
而由波形可知，Sample A的上升与下降曲线，也比Sample B平缓许多，连带在频域上的噪声成分减少许多，
亦即Sample A抑制10MHz噪声的能力较佳，而Sample B比较适用于100MHz ~ 200MHz的噪声频率。

虽然噪声频率下的阻抗值越大，其抑制噪声能力越好，
但若阻抗越大，其DCR也越大，
亦即其信号的损耗，以及电源的IR Drop也越大，故需做一个折衷考虑。






当流经电流超过饱和电流时，则电感便几乎没有抑制噪声与稳流的作用，
而磁珠也有相同限制，由上图可知，
当流经电流加大时，其磁珠的有效阻抗与带宽，都会跟着下降，
虽然因为频偏关系，导致电容性频率范围的阻抗有所提升，
但毕竟我们所要利用的，是磁珠在高频下的电阻特性，而非电容特性，
因此同电感一般，其饱和电流越大越好，至少需为流经电流之1.3倍。

另外，电感与磁珠，其规格有所谓的额定电流，来表示所能承受的电流强度，
若用在电源走线的噪声抑制，需特别注意，
以GSM为例，若单一Slot的耗电流为300 mA，
由于GSM的Burst有八个Slot，故其总消耗电流为2.4 A，
亦即其电源走线的电感或磁珠，其额定电流至少需2.4 A以上。
一般而言，额定电流越大，则尺寸也会越大，但阻抗会越小，
因此虽然额定电流越大越大越安全，但会加大占用空间，且降低抑制噪声能力，因此须做一个折衷考虑

其他详细原理  可参照



在此就不赘述

pcbxianluban

经典！收藏了

jiangyx1028

好资料，谢谢，很好