磁珠的参数与原理

磁珠参数

磁珠参数主要包括：初始磁通量(U值) 居里温度 工作频率

一. 磁通量

高U的磁饱合度低，即磁珠在低频能够承受最大的电流越大，感抗随电流变化而呈容抗。磁珠发热也就是讲磁芯损耗太大，把功率转化为热能，而没有转化为磁能，把能量消耗掉了。通常镍材磁芯带宽，Q值与U之间有一个平衡关系，U值越高Q值就越低，反之亦是。U值低频工作困难，但损耗小，U值高低频工作较易，但磁芯损耗太大，功率损耗也大，基本上难于连续工作。使用U值400的磁环应该可以大幅降低磁损耗。虽然电感量低了些，但可以增加绕线圈数来解决。以1:4变压器为例子，1圈的初级改成两圈;2圈的次级改为4圈。这样绕线总长度要增加一倍，最高传输频率也要相应降低。

二.居里温度

一般磁环居里温度110℃，达到这一温度以后立刻失去磁性，有如空气介质一般;恢复室温以后，磁性能发生了永久性改变，磁导率降低了10%。

在功率放大器的输出变压器上应用的磁性材料如果工作温度超过了居里温度，须臾之间就可以烧毁输出功率管。

输出功率开始下降的那一点就作为该磁环的温度极限。

从过往的实验结果看，55度时，那些EMI磁环还没有出现输出功率下降的情况。

三.工作频率

每种磁芯的材料决定了它最佳的工作频率，因此必须根据具体的频率来选择磁芯的材料。低工作频率的磁环强行工作在高频率下，会有很大的损耗和发热，当磁环发热超过居里温度时，电气性能发生突变，也就不能正常工作了。

总上所述，要选对磁环，并不是看外型或体积就可以的，必须要了解它的实际参数，否则在出现问题时，如驻波高、频宽太窄、磁环严重发热或烧坏等，都不知道原因出自何处。

铁氧体磁珠磁导率的测算：

1、测量磁珠的外径D，内径d，环的高度H，单位mm。

2、用漆包线穿绕10~20圈，绕紧点，不要太松，测量其电感量L，单位为uH，电感量大点测算误差小，电感量小测算误差就会大，请根据实际需要确定穿绕的圈数N。

3、将以上数据代入下式计算出大约的磁导率u0

u0=2500*L*(D+d)/((D-d)*H*N*N)

例如：13X7X5的磁环，绕20圈，测得电感量23uH，代入上式计算

u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=1150000/12000=95.8

测算结果与磁导率100的规格最接近，确定该磁环的u0是100，注意一般u0标称误差有+-10%。

对于没有参数的磁珠可以首先根据外观特征初步判断是哪种材料，再测算磁导率，就可以确定该磁珠的主要规格了。

磁珠原理

磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是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。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料，许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。这种材料的特点是高频损耗非常大，具有很高的导磁率，他可以使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增加。因此，它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路，L和R都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加，但是在不同频率时其机理是完全不同的。

磁珠在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。

在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小 但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。

两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比，而且磁珠的长度对抑制效果有明显影响，磁珠长度越长抑制效果越好。

作为电源滤波，可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上，磁珠和电感是原理相同的，只是频率特性不同罢了磁珠由氧磁体组成，电感由磁心和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去。磁珠对高频信号才有较大阻碍作用，一般规格有100欧/100mMHZ,它在低频时电阻比电感小得多。铁氧体磁珠(FerriteBead)是目前应用发展很快的一种抗干扰组件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显着。