2.10 磁珠

2.10.1 磁珠的特性

開關(guān)電源尤其是大功率開關(guān)電源，它們的工作頻率一般為100kHz，有的高達(dá)1MHz。在高頻的作用下，電源的輸出整流管，在關(guān)斷期間反向恢復(fù)過程中，會(huì)產(chǎn)生噪聲和反向峰值電流，非常容易擊穿整流二極管或MOS管，還容易在二極管或MOS管導(dǎo)通期間向外輻射高頻率的干擾信號。人們雖然在整流二極管的兩端并聯(lián)阻容元件組成高頻旁路電路，但作用效果不太理想。相反，由于增加了電阻、電容，在高頻率的作用下造成損耗。近年來，研發(fā)人員找到在二次側(cè)濾波器輸出線上套上一只磁珠，有力地抑制了噪聲和干擾信號，還具有靜電脈沖吸收能力。

磁珠的主要原料為鐵氧體，是一種晶體結(jié)構(gòu)亞鐵磁性材料，它在低頻時(shí)呈現(xiàn)電感特性，損耗很小；在高頻時(shí)呈現(xiàn)電抗特性抵抗高頻輻射。它的性能參數(shù)與鐵氧體磁心一樣，為磁導(dǎo)率和磁通密度。當(dāng)導(dǎo)體穿過鐵氧體磁心時(shí)，所形成的電抗是隨著頻率升高而增加，不同的頻率其受理作用不一樣。磁珠在高頻下的磁導(dǎo)率較低，電感量也小，干擾電磁波吸收很大；在低頻時(shí)作用相反。總而言之，磁珠器件具有低損耗、高品質(zhì)因數(shù)的特性，可防止電磁輻射。

2.10.2 磁珠的主要參數(shù)

1）標(biāo)準(zhǔn)值：磁珠的單位是按照在某一頻率下所產(chǎn)生的阻抗來標(biāo)定的，它的單位是Ω，一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn)。如2012B601是指100MHz磁珠的阻抗為600Ω。

2）額定電流：是保證電路正常工作允許通過的電流。

3）感抗：磁珠在100MHz的高頻下，在一閉環(huán)電路里，磁珠的兩端所產(chǎn)生的電感量。電感量的大小表示儲(chǔ)能的能力大小。

4）Q值：品質(zhì)因數(shù)。

5）自諧振頻率：由于電感有分布電容的作用，將形成LC振蕩電路而起振，稱之為自諧振頻率。

6）超載電流：表示電感器正常工作時(shí)的最大電流的2.2倍。

7）封裝形式及尺寸：在PCB上多使用表貼封裝元器件，這種形式具有良好的閉合磁回路和電磁特性。

8）磁通量：磁珠在低頻下承受電流越大，感抗隨交流變化而呈容抗，磁珠發(fā)熱而造成電路損耗。初始磁通量與品質(zhì)因數(shù)Q得不到平衡。

9）居里溫度：一般磁珠的居里溫度為110℃，達(dá)到這一溫度后即失去磁性，恢復(fù)室溫后，磁導(dǎo)率降低10%。通過實(shí)驗(yàn)，55℃視為正常溫度。

2.10.3 磁珠的選用

電磁干擾是所有電子設(shè)備必須重視的重要問題，軟磁材料已成為EMI濾波器中不可缺少的元件，起著舉足輕重的作用，軟磁材料具有獨(dú)特的性能，致使在抗EMI領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。但軟磁材料種類繁多，各有自身的磁特性，主要有磁損耗、電阻率、磁導(dǎo)率、頻寬、阻抗等，選擇時(shí)，根據(jù)頻段選擇適合的材料。

選擇磁珠時(shí)要注意通過電流的大小。磁珠通過的電流正比于元件的體積，否則會(huì)造成磁飽和。

磁珠的內(nèi)徑尺寸一定要與電纜線的外徑尺寸緊密配合，不能有大的間隙，否則產(chǎn)生漏感，對抑制電磁干擾效果不利。

選擇磁珠要充分了解電路以及電路的負(fù)載阻抗。哪段頻率干擾超標(biāo)、噪聲衰減量是多少都要經(jīng)過測試配置磁珠，不可隨意亂用，最后還需考慮環(huán)境溫度、濕度、器件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。

2.10.4 磁珠的分類

磁珠由軟磁鐵氧體構(gòu)成。磁珠分類有以下幾種：

1）普通型：這是應(yīng)用最廣泛的一類，1608、2012是目前的主要規(guī)格，同時(shí)還有3216、3225等規(guī)格。

2）大電流型：普通型磁珠只有幾安培，大電流型達(dá)到幾十安培，計(jì)算機(jī)主機(jī)電源要求磁珠承受幾安培電流，常采用疊層片式磁珠，它的阻抗較低，能消除高低頻噪聲。

3）尖峰型：有些電子設(shè)備在某一頻段上存在著強(qiáng)烈的干擾噪聲，這時(shí)可以在電子線路上加一個(gè)諧振頻率恰巧在干擾噪聲頻段的尖峰型磁珠，可將干擾噪聲完全抑制在電子線路上。

4）高頻型：很多電子設(shè)備的工作頻率都在提高，導(dǎo)致輻射干擾的頻率往往超過1GHz的高頻，如果使用普通型磁珠，三次諧波信號被大量衰減，致使時(shí)鐘脈沖信號被鈍化，會(huì)引起誤操作，這時(shí)使用高頻型磁珠，可將EMI進(jìn)行抑制，而500MHz以下的信號可無衰減通過，而對1GHz以上的干擾噪聲產(chǎn)生大量衰減。