磁珠和电感

Posted 2020-11-16 zhiqiang_zhang

磁珠和电感

一般习惯：一根导线在磁性材料的通孔中穿过的称为磁珠，导线在磁性材料上绕制的称为电感

有以下三点区别：

1、磁珠本身理论上是耗能元件，电感理论上是不耗能的。

2、电感的磁材是不封闭的，典型结构是磁棒，磁力线一部分通过磁材（磁棒），还有一部分是在空气中的；而磁珠的磁材是封闭的，典型结构是磁环，几乎所有磁力线都在磁环内，不会散发到空气中去。

3、磁环中的磁场强度不断变化，会在磁材里感应出电流，选用高磁滞系数和低电阻率的磁材就能把这些高频能量转换成热能，进而消耗掉。而电感则相反，要选低磁滞系数和高电阻率的磁材，以尽可能的使电感在整个频带内呈现一致的电感值。

 

电感是一种基本电子元件，属于统称。与之类似，电阻也是统称，但内部有很多种分类，比如按功率分类（大功率，小功率电阻），按功能用途分类（上拉电阻，负载电阻，热敏电阻等）。而磁珠是一种特殊作用的电感（专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力），它具有很高的电阻率和磁导率，且频率特性与普通电感不一样，只对高频信号有比较强的抑制能力，而低频时，电阻比电感小得多，一般磁珠都以XXX MHz/XXX欧（特别注意，磁珠的单位是欧姆！而电感的单位是亨利，完全不一样）的形式来表示，这与电感的表示法也不同（电感一般标电感值）。从功能上看，电感用在电源滤波方面很多，属于储能元件，而磁珠属于隔离元件，用于信号回路比较多。
简单的说，你可以说，磁珠是一种电感，但不能说，电感就是磁珠，包含的范围完全不一样。

 

磁珠
磁珠（ferrite bead）的材料是铁镁或铁镍合金，这些材料具有有很高的电阻率和磁导率，在高频率和高阻抗下，电感内线圈之间的电容值会最小。磁珠通常只适用于高频电路，因为在低频时，它们基本上是保有电感的完整特性（包含有电阻性和电抗性分量），因此会造成线路上的些微损失。而在高频时，它基本上只具有电抗性分量（jωL），并且抗性分量会随着频率上升而增加。象一些RF电路，PLL,振荡电路，含超高频存储器电路（DDR,SDRAM,RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠。
实际上，磁珠是射频能量的高频衰减器。其实，可以将磁珠视为一个电阻并联一个电感。在低频时，电阻被电感“短路”,电流流往电感；在高频时，电感的高感抗迫使电流流向电阻。本质上，磁珠是一种“耗散器件（dissipative device）”,它会将高频能量转换成热能。因此，在性能上，它只能被当成电阻来解释，而不是电感。
电感
电感是储能元件，多用于电源滤波回路、LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz.对电感而言，它的感抗是和频率成正比的。这可以由公式：XL = 2πfL来说明，其中XL是感抗（单位是Ω）。例如：一个理想的10mH电感，在10kHz时，感抗是628Ω；在100MHz时，增加到6.2MΩ。因此在100MHz时，此电感可以视为开路（open circuit）。在100MHz时，若让一个信号通过此电感，将会造成此信号品质的下降。
零欧姆
指阻值为零的电阻。电路板设计中两点不能用印刷电路连接，常在正面用跨线连接，这在普通板中经常看到，为了让自动贴片机和自动插件机正常工作，用零电阻代替跨线。