磁珠的參數(shù)與原理

磁珠參數(shù)

磁珠參數(shù)主要包括：初始磁通量(U值) 居里溫度 工作頻率

一. 磁通量

高U的磁飽合度低，即磁珠在低頻能夠承受最大的電流越大，感抗隨電流變化而呈容抗。磁珠發(fā)熱也就是講磁芯損耗太大，把功率轉(zhuǎn)化為熱能，而沒有轉(zhuǎn)化為磁能，把能量消耗掉了。通常鎳材磁芯帶寬，Q值與U之間有一個平衡關(guān)系，U值越高Q值就越低，反之亦是。U值低頻工作困難，但損耗小，U值高低頻工作較易，但磁芯損耗太大，功率損耗也大，基本上難于連續(xù)工作。使用U值400的磁環(huán)應(yīng)該可以大幅降低磁損耗。雖然電感量低了些，但可以增加繞線圈數(shù)來解決。以1:4變壓器為例子，1圈的初級改成兩圈;2圈的次級改為4圈。這樣繞線總長度要增加一倍，最高傳輸頻率也要相應(yīng)降低。

二.居里溫度

一般磁環(huán)居里溫度110℃，達(dá)到這一溫度以后立刻失去磁性，有如空氣介質(zhì)一般;恢復(fù)室溫以后，磁性能發(fā)生了永久性改變，磁導(dǎo)率降低了10%。

在功率放大器的輸出變壓器上應(yīng)用的磁性材料如果工作溫度超過了居里溫度，須臾之間就可以燒毀輸出功率管。

輸出功率開始下降的那一點(diǎn)就作為該磁環(huán)的溫度極限。

從過往的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，55度時，那些EMI磁環(huán)還沒有出現(xiàn)輸出功率下降的情況。

三.工作頻率

每種磁芯的材料決定了它最佳的工作頻率，因此必須根據(jù)具體的頻率來選擇磁芯的材料。低工作頻率的磁環(huán)強(qiáng)行工作在高頻率下，會有很大的損耗和發(fā)熱，當(dāng)磁環(huán)發(fā)熱超過居里溫度時，電氣性能發(fā)生突變，也就不能正常工作了。

總上所述，要選對磁環(huán)，并不是看外型或體積就可以的，必須要了解它的實(shí)際參數(shù)，否則在出現(xiàn)問題時，如駐波高、頻寬太窄、磁環(huán)嚴(yán)重發(fā)熱或燒壞等，都不知道原因出自何處。

鐵氧體磁珠磁導(dǎo)率的測算：

1、測量磁珠的外徑D，內(nèi)徑d，環(huán)的高度H，單位mm。

2、用漆包線穿繞10~20圈，繞緊點(diǎn)，不要太松，測量其電感量L，單位為uH，電感量大點(diǎn)測算誤差小，電感量小測算誤差就會大，請根據(jù)實(shí)際需要確定穿繞的圈數(shù)N。

3、將以上數(shù)據(jù)代入下式計算出大約的磁導(dǎo)率u0

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

例如：13X7X5的磁環(huán)，繞20圈，測得電感量23uH，代入上式計算

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

測算結(jié)果與磁導(dǎo)率100的規(guī)格最接近，確定該磁環(huán)的u0是100，注意一般u0標(biāo)稱誤差有+-10%。

對于沒有參數(shù)的磁珠可以首先根據(jù)外觀特征初步判斷是哪種材料，再測算磁導(dǎo)率，就可以確定該磁珠的主要規(guī)格了。

磁珠原理

磁珠的主要原料為鐵氧體。鐵氧體是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金，它的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似，顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中經(jīng)常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料，許多廠商都提供專門用于電磁干擾抑制的鐵氧體材料。這種材料的特點(diǎn)是高頻損耗非常大，具有很高的導(dǎo)磁率，他可以使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。對于抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的性能參數(shù)為磁導(dǎo)率μ和飽和磁通密度Bs。磁導(dǎo)率μ可以表示為復(fù)數(shù)，實(shí)數(shù)部分構(gòu)成電感，虛數(shù)部分代表損耗，隨著頻率的增加而增加。因此，它的等效電路為由電感L和電阻R組成的串聯(lián)電路，L和R都是頻率的函數(shù)。當(dāng)導(dǎo)線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構(gòu)成的電感阻抗在形式上是隨著頻率的升高而增加，但是在不同頻率時其機(jī)理是完全不同的。

磁珠在低頻段，阻抗由電感的感抗構(gòu)成，低頻時R很小，磁芯的磁導(dǎo)率較高，因此電感量較大，L起主要作用，電磁干擾被反射而受到抑制，并且這時磁芯的損耗較小，整個器件是一個低損耗、高Q特性的電感，這種電感容易造成諧振因此在低頻段，有時可能出現(xiàn)使用鐵氧體磁珠后干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象。

在高頻段，阻抗由電阻成分構(gòu)成，隨著頻率升高，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感的電感量減小，感抗成分減小 但是，這時磁芯的損耗增加，電阻成分增加，導(dǎo)致總的阻抗增加，當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

兩個元件的數(shù)值大小與磁珠的長度成正比，而且磁珠的長度對抑制效果有明顯影響，磁珠長度越長抑制效果越好。

作為電源濾波，可以使用電感。磁珠的電路符號就是電感但是型號上可以看出使用的是磁珠在電路功能上，磁珠和電感是原理相同的，只是頻率特性不同罷了磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成，磁珠把交流信號轉(zhuǎn)化為熱能，電感把交流存儲起來，緩慢的釋放出去。磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用，一般規(guī)格有100歐/100mMHZ,它在低頻時電阻比電感小得多。鐵氧體磁珠(FerriteBead)是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾組件，廉價、易用，濾除高頻噪聲效果顯著。