2.10 磁珠

2.10.1 磁珠的特性

开关电源尤其是大功率开关电源，它们的工作频率一般为100kHz，有的高达1MHz。在高频的作用下，电源的输出整流管，在关断期间反向恢复过程中，会产生噪声和反向峰值电流，非常容易击穿整流二极管或MOS管，还容易在二极管或MOS管导通期间向外辐射高频率的干扰信号。人们虽然在整流二极管的两端并联阻容元件组成高频旁路电路，但作用效果不太理想。相反，由于增加了电阻、电容，在高频率的作用下造成损耗。近年来，研发人员找到在二次侧滤波器输出线上套上一只磁珠，有力地抑制了噪声和干扰信号，还具有静电脉冲吸收能力。

磁珠的主要原料为铁氧体，是一种晶体结构亚铁磁性材料，它在低频时呈现电感特性，损耗很小；在高频时呈现电抗特性抵抗高频辐射。它的性能参数与铁氧体磁心一样，为磁导率和磁通密度。当导体穿过铁氧体磁心时，所形成的电抗是随着频率升高而增加，不同的频率其受理作用不一样。磁珠在高频下的磁导率较低，电感量也小，干扰电磁波吸收很大；在低频时作用相反。总而言之，磁珠器件具有低损耗、高品质因数的特性，可防止电磁辐射。

2.10.2 磁珠的主要参数

1）标准值：磁珠的单位是按照在某一频率下所产生的阻抗来标定的，它的单位是Ω，一般以100MHz为标准。如2012B601是指100MHz磁珠的阻抗为600Ω。

2）额定电流：是保证电路正常工作允许通过的电流。

3）感抗：磁珠在100MHz的高频下，在一闭环电路里，磁珠的两端所产生的电感量。电感量的大小表示储能的能力大小。

4）Q值：品质因数。

5）自谐振频率：由于电感有分布电容的作用，将形成LC振荡电路而起振，称之为自谐振频率。

6）超载电流：表示电感器正常工作时的最大电流的2.2倍。

7）封装形式及尺寸：在PCB上多使用表贴封装元器件，这种形式具有良好的闭合磁回路和电磁特性。

8）磁通量：磁珠在低频下承受电流越大，感抗随交流变化而呈容抗，磁珠发热而造成电路损耗。初始磁通量与品质因数Q得不到平衡。

9）居里温度：一般磁珠的居里温度为110℃，达到这一温度后即失去磁性，恢复室温后，磁导率降低10%。通过实验，55℃视为正常温度。

2.10.3 磁珠的选用

电磁干扰是所有电子设备必须重视的重要问题，软磁材料已成为EMI滤波器中不可缺少的元件，起着举足轻重的作用，软磁材料具有独特的性能，致使在抗EMI领域里发挥重要作用。但软磁材料种类繁多，各有自身的磁特性，主要有磁损耗、电阻率、磁导率、频宽、阻抗等，选择时，根据频段选择适合的材料。

选择磁珠时要注意通过电流的大小。磁珠通过的电流正比于元件的体积，否则会造成磁饱和。

磁珠的内径尺寸一定要与电缆线的外径尺寸紧密配合，不能有大的间隙，否则产生漏感，对抑制电磁干扰效果不利。

选择磁珠要充分了解电路以及电路的负载阻抗。哪段频率干扰超标、噪声衰减量是多少都要经过测试配置磁珠，不可随意乱用，最后还需考虑环境温度、湿度、器件的结构强度等。

2.10.4 磁珠的分类

磁珠由软磁铁氧体构成。磁珠分类有以下几种：

1）普通型：这是应用最广泛的一类，1608、2012是目前的主要规格，同时还有3216、3225等规格。

2）大电流型：普通型磁珠只有几安培，大电流型达到几十安培，计算机主机电源要求磁珠承受几安培电流，常采用叠层片式磁珠，它的阻抗较低，能消除高低频噪声。

3）尖峰型：有些电子设备在某一频段上存在着强烈的干扰噪声，这时可以在电子线路上加一个谐振频率恰巧在干扰噪声频段的尖峰型磁珠，可将干扰噪声完全抑制在电子线路上。

4）高频型：很多电子设备的工作频率都在提高，导致辐射干扰的频率往往超过1GHz的高频，如果使用普通型磁珠，三次谐波信号被大量衰减，致使时钟脉冲信号被钝化，会引起误操作，这时使用高频型磁珠，可将EMI进行抑制，而500MHz以下的信号可无衰减通过，而对1GHz以上的干扰噪声产生大量衰减。