磁珠电感资料

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1、磁珠(Magneticbead)是近年来问世的一种超小型的非晶合金磁性材料，它与铁氧体属两种材料。市售的 磁珠外形与塑封二极管相仿，外形呈管状，但改用磁性材料封装，内穿一根导线而制成的小电感。常见磁 珠的外形尺寸有2.5x3 (mm)、2.5x8 (mm)、3x5 (mm)等多种规格。供单片开关电源使用的磁珠， 电感量一般为几至几十叩。磁珠的直流电阻非常小，一般为0.005Q0.01Q。通常噪声滤波器只能吸收已 发生了的噪声，属于被动抑制型；磁珠的作用则不同，它能抑制开关噪声的产生，因此属于主动抑制型， 这是二者的根本区别。磁珠可广泛用于高频开关电源、录像机、电子测量仪器、以及各种对噪声要求非

2、常 严格的电路中。片式电磁干扰对策元件的特性及其应用(1)1 引言由于电磁兼容的迫切要求，电磁干扰(EMI)对策元件获得了广泛的应用，特别是近年来发展起来的品 种繁多的片式EMI对策元件，更引起人们的关注。在各种现代电子产品中，为了达到电磁兼容的要求，几乎 都采用了这类元件。但值得注意的是，这类元件品种多，性能各异，不像阻容元件那样的系列化、标准化 所以，必须全面了解各种EMI对策元件的特性，并根据具体情况，恰当地选择和正确地使用这些元件才能 收到满意的效果。本文对目前主要的几类片式EMI对策元件的特性及其应用进行简要的评述。2 片式铁氧体磁珠2.1片式铁氧体磁珠是1种获得广泛应用的物美价廉的

3、EMI对策元件，在EMI对策中占有重要的位置。 片式铁氧体磁珠的基本特性片式铁氧体磁珠的结构和等效电路如图1所示。实质上它就是1个叠层型片式电感器，是由铁氧体磁性材 料与导体线圈组成的叠层型独石结构。由于是在高温下烧结而成，因而致密性好、可靠性高。两端的电极由 银/镍/焊锡 3 层构成，可满足再流焊和波峰焊的要求。(b)等效电路 (a)片式铁氧体磁珠的结构图 1 片式铁氧体磁珠的结构与等效电路在图1所示的等效电路中，R代表由于铁氧体材料的损耗(主要是磁损耗)以及导体线圈的殴姆损耗而引起 的等效电阻;C是导体线圈的寄生电容。等效电路的阻抗Z可以表达为Z=R +jX,其中X是电抗，Z、R、X 都是

4、频率f的函数。图2是片式铁氧体磁珠的0、R、X随频率f变化的典型曲线。从这些曲线可以看出： 0、R、X随频率的提高而上升，直至由寄生电容C引起的自谐振频率X迅速下降，并由感性转为容性。 在自谐振频率处,|Z|达到最大值。利用铁氧体磁珠0f曲线的特征，可以达到让低频信号通过而同时抑制高 频噪声的目的。值得注意的是,高频噪声的能量是通过铁氧体磁矩与晶格的耦合而转变为热能散发出去的 , 并非将噪声导入地或阻挡回去,如旁路电容器那样。因而，在电路中安装铁氧体磁珠时,不需要为它设置接地 点。这是铁氧体磁珠的突出优点之一。图 2片式铁氧体磁珠的阻抗频率特性曲线片式铁氧体磁珠的外形尺寸与公差符合EIA/EI

5、AJ片式元件标准，有3216(1206)、2012(0805)、1608(0603)、 1005(0402)和 0603(0201)等几种规格,目前的主流尺寸为 1608 和 1005,有可能几年之后发展到 0603(0.6mmx0.3mm)。从阻抗特性及其应用来看，片式铁氧体磁珠可以分成几类，应用于不同的场合，本文将分 别予以介绍。我国片式铁氧体磁珠的生产技术已经达到国际一流水平 ,品种规格齐全,性能优良,年生产能力超过 40 亿 只。著名生产厂家有深圳南虹电子陶瓷公司、清华同方鲁颖公司等;国外的公司有 AEM、TDK、Taiyoyuden Murata 等。2.2 片式铁氧体磁珠的分类及应

6、用2.2.1 通用型片式铁氧体磁珠这是应用最为广泛的1类EMI对策元件,其典型的阻抗频率特性曲线如图2所示。生产厂家一般提供 100MHz时的阻抗0、直流电阻和额定电流等数据。例如，表1就是深圳南虹公司生产的BG1005系列通用 型片式铁氧体磁珠的数据。同时，生产厂家还必须提供0f曲线。在选用时，主要依据其0f曲线的特征。 不同的片式铁氧体磁珠，其阻抗0随频率的上升趋势是不相同的。选择原则是:在有用的信号频率范围内0 尽可能低，不致造成信号的衰减和畸变;而在需要抑制的电磁骚扰高频范围内,0尽可能高，将高频噪声有效抑 制，同时还要考虑其直流电阻和额定电流。表1 BG1005系列通用型片式铁氧体磁

7、珠的电气参数型号阻抗/Q(25%)测试频率/MHz直流电阻/Q(max)额定电流/mA(max)BGL1005A050H5 100 0.05500BGL1005A070H7 100 0.05500BGL1005A110H111000.05500BGL1005A190H191000.05300BGL1005A310H311000.25300BGL1005A600H601000.4200BGL1005A800H801000.4200BGL1005A12IH1201000.5150BGL1005A18IH1801000.6150BGL1005A30IH3001000.8100BGL1005A50IH

8、5001001.2100BGL1005A60IH6001001.51002.2.2 大电流型片式铁氧体磁珠片式铁氧体磁珠所能承受的额定电流与其材料和结构有关，如表1所示，对于通用型1005规格片式铁氧体 磁珠而言，当其100MHz的阻抗为15Q时，额定电流可以达到500mA，当阻抗提高到150Q时，额定电流下降到 150mA;100MHz时阻抗为150Q的1005、1608、20123种规格的通用型片式铁氧体磁珠的额定电流分别为 150mA、200mA、800mA。如果超过额定电流将会出现两个问题:一是由于偏置电流过大，使铁氧体接近饱和, 导磁率下降，以致抑制高频噪声的效果明显减弱，如图 3

9、所示;二是导致消耗电能，对于用电池驱动的便携式电 子产品来说，这是不能允许的。然而在某些场合，必须要求片式铁氧体磁珠能够承受较大的电流。例如，安装 在DC电源输出端口的片式铁氧体磁珠，必须在通过大的DC电流的同时能够有效地抑制DC电源中产生的 高次谐波分量，即片式铁氧体磁珠必须在大的偏置磁场下对高频信号仍然保持较高的阻抗值。在现代数字电 子产品的电源电路、USB电源线及DVD等电子产品的激光束驱动电路中都会遇到这样的问题。为此，生产厂家开发了大电流型片式铁氧体磁珠,额定电流几乎提高了 1个数量级。如深圳南虹的MBW系 列产品中的1608规格，当其100MHz阻抗为150Q时，其额定电流高达35

10、00mA;图4是日本村田公司的新产 品BLM18E通过大电流时的ZIf曲线，与图3比较，可以看出有明显的差别,在大的DC电流下，它对高频噪 声仍能保持很高的阻抗值。图 3 通用型片式铁氧体磁珠在不同电流时的阻抗特性曲线图 4大电流型片式铁氧体磁珠在不同电流时的阻抗特性曲线图 5GHz 高频型片式铁氧体磁珠的阻抗特性曲线（图中符号为村田公司的型号）2.2.3低DC电阻型片式铁氧体磁珠在某些情况下，要求片式铁氧体磁珠的 DC 电阻越小越好。例如，所有电池驱动的便携式电子产品都要求减 少电阻延长电池的使用时间;随着高速数字电路的发展,IC电源的功率消耗增加，所以在IC电源线中插入的 片式铁氧体磁珠必

11、须是低DC电阻型;IC及半导体器件的工作电压逐步下降，这也要求片式铁氧体磁珠的DC 电阻下降;另外，片式铁氧体磁珠的 DC 电阻会引起热噪声，在某些电路中是不允许的。为了解决上述问题，近年来生产厂家提高了材料的导电性，优化了导体线圈的结构设计，从而大大降低了片 式铁氧体磁珠的DC电阻。现在已经有DC电阻低于0.01Q的片式铁氧体磁珠面市,供用户选择。2.2.4GHz 高频型片式铁氧体磁珠数字电路高速化的发展趋势非常强劲，时钟频率越来越高。这样，一方面将电磁干扰的频率范围向高频段 扩展，直至2GHz3GHz;另一方面，由于高速数字信号的脉冲波形更加陡峭，以致基波频率提高，为了使这样 的信号通过片

12、式铁氧体磁珠后波形不发生畸变，就要求它对3次谐波乃至5次谐波不产生大的损耗。这就意 味着装入高速数字电路的片式铁氧体磁珠在几百MHz（例如400MHz）以下的频段内保持低阻抗0,以致不引 起信号波形的畸变;而在几百MHz至2GHz3GHz的高频段内具有高阻抗0，能够有效地抑制高频电磁干 扰。为了满足上述要求，生产厂家努力开发出一些GHz高频型片式铁氧体磁珠。清华大学材料系周济教授带领 的科研组开发成功低温烧结Z型6角晶系铁氧体材料，用这种材料做出了此类GHz高频型片式铁氧体磁珠, 并已在山东清华同方鲁颖公司试产。图5是日本村田公司的新产品,TDK在这种产品方面居于世界领先水 平。2.2.5 尖

13、峰型片式铁氧体磁珠一些电子产品有时会在某一固定的频率下出现强烈的干扰信号。出现这种现象的原因很多 ，例如高次谐 波、自激振荡或外界干扰等。由于这样的干扰信号出现在固定的频率下，幅度很大，用普通的 EMI 对策元件 很难抑制。针对这种情况，生产厂家开发了 1种称之为尖峰型片式铁氧体磁珠的产品，其0f曲线如图6所 示。在某一频率下，阻抗0呈现尖锐的峰值。显然,如果尖峰型片式铁氧体磁珠的阻抗0呈现尖锐峰值的频率 与干扰信号的频率重合，那么就能够将这个幅度很高的强烈干扰有效抑制。值得提出的是，不同电子产品出 现这样的干扰信号的频率是不相同的,因此,最好根据产品的具体情况（干扰信号的频率、频带、幅度等）

14、向片 式铁氧体磁珠生产厂家专项订购,才能达到满意的效果。2.2.6 片式铁氧体磁珠阵列（磁珠排）将几个（一般是2个、4个、6个、8个）铁氧体磁珠并列封装在一起，构成1个集成型片式EMI对策元件, 称之为片式铁氧体磁珠阵列或磁珠排，其外观和等效电路如图7所示。例如南虹的BMA2010型就是将4个 磁珠并列圭寸装在2.0mmx 1.0mm尺寸的外壳内，其中每1线的性能与单个磁珠相同。如果需要,上述的几类片 式铁氧体磁珠均可做成阵列元件。在电子产品中的某些有排线的部位，如I/O排线，使用这种阵列式元件非常 方便，既能节省PCB的占用面积,又能提高贴装速度。图6尖峰型片式铁氧体磁珠的0、R、X随频率变

15、化的典型曲线（a）片式铁氧体磁珠阵列（b）等效电路图 7 片式铁氧体磁珠阵列的外观及等效电路在 USB 接口的电源端采用一个磁珠，以减少主机和设备的干扰 有些探头在地线上增添铁磁磁珠以减小振铃。但您会为此付出增加地线阻抗的代价，而这又会降低探头的 共模抑制铁氧体在抑制电磁干扰中的应用用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰（EMI ）是经济简便而有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或 民用电子设备。那么什么是铁氧体呢？如何选择，怎样使用铁氧体元件呢？这篇文章将对这些问题作一简 要介绍。一、什么是铁氧体抑制元件 铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。但颜色为黑灰色， 故又称黑磁或磁性瓷。铁氧体的分子结构为M0•Fe2O3,其中MO为金属氧化物，通常是MnO或 Zn 0。衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率山 饱和磁通密度Es,剩磁Er和矫顽力He等。对于抑制用铁氧体材料，磁导率g和饱和磁通密度Es是最重要的磁性参数。磁导率定义为磁通密度 随磁场强度的变化率。E/ H 对于一种磁性材料来说，磁导率不是一个常数，它与磁场的大小、频率的高低有关。当铁氧体受到一 个外磁场H作用时，例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时，铁氧体磁环被磁化。随着磁场H的增加, 磁通密度E增加。当磁场H场加到一