免疫共沉淀磁珠的作用，磁珠的作用

很多朋友对免疫共沉淀磁珠的作用，磁珠的作用不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

磁珠的作用1简介由于对电磁兼容性的迫切要求，电磁干扰(EMI)抑制元件得到了广泛的应用。但是实际应用中的电磁兼容问题非常复杂，仅仅依靠理论知识是不够的。更多的是看电子工程师的实践经验。为了更好地解决电子产品的电磁兼容问题，还应该考虑接地、电路和PCB设计、线缆设计、屏蔽设计等问题[1][2]。

摘要：本文通过介绍磁珠的基本原理和特性，来说明磁珠在开关电源电磁兼容设计中的重要性和应用，为设计人员在设计新产品时提供必要的参考。2磁珠及其工作原理磁珠的主要原料是铁氧体，铁氧体是一种具有立方晶格结构的亚铁磁材料，铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金。其制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。

铁氧体是电磁干扰滤波器中经常使用的一种磁芯，很多厂家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高，磁导率高，可以在高频高阻的情况下，使电感的线圈绕组之间的电容最小。铁氧体材料通常在高频时使用，因为在低频时主要表现出电感特性，所以损耗很小。

在高频时，它们主要表现出电抗特性，并随频率而变化。在实际应用中，铁氧体材料被用作射频电路中的高频衰减器。实际上，铁氧体可以很好地等效为电阻和电感的并联。低频时电阻被电感短路，高频时电感阻抗变得相当高，以至于所有的电流都通过电阻。铁氧体是一个消耗器件，高频能量在上面转化为热能，这是由它的电阻特性决定的。

对于用于抑制电磁干扰的铁氧体来说，最重要的性能参数是磁导率和饱和磁通密度。磁导率可以用复数表示，实部构成电感，虚部代表损耗，损耗随着频率的增加而增加。所以它的等效电路是电感L和电阻R组成的串联电路，如图1所示，电感L和电阻R都是频率的函数。

当导线穿过这个铁氧体磁芯时，在形式上电感阻抗随着频率的增加而增加，但在不同的频率下机理完全不同。

在高频段，阻抗主要由电阻分量组成。随着频率的增加，磁芯的磁导率降低，导致电感和感抗分量的减少。但此时磁芯损耗增加，电阻分量增加，导致总阻抗增加。高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收，转化为热能消耗。

在低频段，阻抗主要由电感电抗组成。低频时R很小，磁芯磁导率高，所以电感大，通过反射抑制电磁干扰。此时磁芯损耗小，整个器件是一个低损耗高品质因数Q的电感，容易引起谐振。因此，在低频段，使用铁氧体磁珠后可能会增强干扰[3]。

磁珠有很多种，厂家会提供技术规格，尤其是磁珠的阻抗和频率的曲线。有些磁珠有多个孔，可以增加元件的阻抗(磁珠通过次数的平方)，但在高频下噪声抑制能力可能没有预期的那么大，所以可以采用串联几个磁珠的方法。

值得注意的是，高频噪声的能量是通过铁氧体磁矩和晶格的耦合转化为热能的，而不是像旁路电容一样将噪声引入地面或者阻挡回去。因此，在电路中安装铁氧体磁珠时，无需为其设置接地点。这就是铁氧体磁珠的突出优势[4]。

3磁珠和电感3.1磁珠和电感的区别3.1磁珠由氧磁体组成，电感由磁芯和线圈组成。磁珠将交流信号转化为热能，电感储存交流并缓慢释放。所以电感是储能元件，磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波电路，磁珠多用于信号电路。磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，电感在这方面用于抑制传导干扰。两者都可以用来处理EMC和EMI问题。

磁珠用于吸收超高频信号。比如一些射频电路，锁相环，振荡电路和含有超高频存储器的电路(DDR SDRAM，RAMBUS等。)电源输入需要加磁珠。电感是一种储能元件，用于LC振荡电路、中低频滤波电路等。其应用频率范围很少超过50MHZ。电感一般用于地的连接，电感也用于电源的连接，磁珠常用于信号线。

3.2片式磁珠和片式电感3.2.1片式电感会在电子设备的PCB电路中使用大量的电感元件和EMI滤波元件，包括片式电感和片式磁珠。需要贴片电感时，要求实现以下两个基本功能：电路谐振和扼流圈电抗。谐振电路包括谐振产生电路、振荡电路、时钟电路、脉冲电路、波形产生电路等。谐振电路还包括高q带通滤波器电路。

为了使电路谐振，电路中必须同时存在电容和电感。电感两端都有寄生电容，这是由于器件两电极之间的铁氧体等效为容性介质造成的。在谐振电路中，电感必须具有较高的品质因数Q、较窄的电感偏差和稳定的温度系数，以满足谐振电路窄带、低频温漂的要求。高Q电路具有尖锐的共振峰。窄电感偏置确保谐振频率偏差尽可能小。

稳定的温度系数确保谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准径向引出电感和轴向引出电感与贴片电感的区别只是封装不同。电感结构包括缠绕在介电材料(通常是氧化铝陶瓷材料)上的线圈，或者空心线圈和铁磁材料。在电源应用中，当用作扼流圈时，电感的主要参数是DC电阻(DCR)、额定电流和低Q值。

当它作为滤波器使用时，它要的是宽带宽特性，所以不需要电感的高Q特性，低DC电阻(DCR)可以保证最小的压降。3.2.2芯片磁珠芯片磁珠是目前应用和发展较快的一种抗干扰元器件。它们便宜好用，滤除高频噪音的效果显著。

芯片磁珠由软磁铁氧体材料制成。芯片磁珠的结构和等效电路如图2所示。本质上是一种叠层片式电感，是由铁氧体磁性材料和导体线圈组成的叠层单片结构。由于是高温烧结，所以具有致密性好，可靠性高的优点。两端电极由银/镍/焊料三层组成，可以满足回流焊和波峰焊的要求。

在图2所示的等效电路中，R代表铁氧体材料损耗(主要是磁损耗)和导体线圈EU损耗引起的等效电阻，C是导体线圈的寄生电容。芯片磁珠的作用主要是消除传输线结构(PCB电路)中存在的射频噪声。射频能量是叠加在DC传输能级上的交流正弦波分量，DC分量是需要的有用信号，而射频能量是沿线无用的电磁干扰和辐射(EMI)。

为了消除这些不必要的信号能量，芯片磁珠被用作高频电阻(衰减器)，它允许DC信号通过并过滤交流信号。通常高频信号在30MHz以上，但低频信号也会受到芯片磁珠的影响。芯片磁珠不仅具有小型化、轻量化的优点，而且在射频噪声的频率范围内具有高阻抗特性，可以消除传输线中的电磁干扰。芯片磁珠可以降低DC电阻，避免有用信号过度衰减。

芯片磁珠还具有显著的高频特性和阻抗特性，可以更好的消除射频能量。寄生振荡也可以在高频放大电路中消除。它在几MHz至几百MHz的频率范围内有效工作[5] [6]。当DC电压过大时，芯片磁珠的阻抗特性会受到影响。此外，如果工作温升过高或外部磁场过大，磁珠的阻抗也会受到不利影响。3.2.3用片式电感和片式磁珠还是片式电感主要看应用。

谐振电路中需要贴片电感，当需要消除不必要的EMI噪声时，贴片磁珠是最佳选择。片式电感器的应用主要包括：射频(RF)和无线通信、信息技术设备、雷达探测器、汽车电子、蜂窝电话、寻呼机、音频设备、个人数字助理(PDA)、无线遥控系统和低压电源模块。

芯片磁珠的应用主要有：时钟产生电路、模拟电路和数字电路之间的滤波、I/O内部连接器(如串口、并口、键盘、鼠标、长途电信、局域网等。)，在射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间，过滤电源电路中的高频传导干扰，抑制电脑、打印机、录像机、电视系统、手机中的EMI噪声。

4磁珠的选择和应用由于铁氧体磁珠能增加高频损耗而不引入DC损耗，且体积小，易于安装在间隔引线或导线上，抑制1MHz以上噪声信号的效果非常明显，因此可用于高频电路的去耦、滤波和抑制寄生振荡。特别是对消除电路中开关器件引起的电流突变，滤除电源线或其他电线引起的高频噪声干扰有明显效果。

低阻抗电源电路，谐振电路，丙类功放，晶闸管开关电路，用铁氧体磁珠滤波都很有效。铁氧体磁珠一般可分为电阻式和电感式两种，使用时可根据需要选择。单个磁珠的阻抗通常为几十到几百欧姆。在应用中，如果一个衰减不够，可以串联使用多个磁珠，但通常多于三个时效果不会明显增加[7]。

如图3所示，由两个电感铁氧体磁珠组成的高频LC滤波电路，可以有效吸收高频振荡器产生的振荡信号，而不会跳入负载，降低负载上的DC电压。因为任何传输线都不可避免地存在引线电阻、引线电感和杂散电容，一个标准的脉冲信号在经过长传输线后，很容易产生过冲和振铃。

大量实验证明，引线电阻可以降低脉冲的平均幅值，引线电感和杂散电容的存在是产生过冲和振铃的根本原因。在脉冲前沿上升时间相同的情况下，引线电感越大，过冲和振铃现象越严重，杂散电容越大，波形上升时间越长，而引线电阻的增加会使脉冲的幅值减小。在实际电路中，串联电阻可以用来减少和抑制过冲和振铃。

图4示出了电阻铁氧体磁珠用于消除由两个快速逻辑门之间的长线传输引起的振铃现象。铁氧体抑制元件也广泛应用于印刷电路板、电源线和数据线。如果在印制板电源线的进线端加铁氧体磁珠，可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专门用于抑制信号线和电源线上的高频干扰和峰值干扰，同时还具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。

两种元素的数值与磁珠长度成正比，磁珠长度对抑制效果有明显影响，磁珠越长抑制效果越好。普通滤波器由无损电抗元件组成，在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源，所以这种滤波器也叫反射滤波器。当反射滤波器的阻抗与信号源不匹配时，一些能量将被反射回信号源，这将增加干扰水平。

为了解决这个问题，可以在滤波器的输入线上使用铁氧体磁环或磁珠套，利用磁环或磁珠对高频信号的涡流损耗，将高频分量转化为热损耗。所以磁环和磁珠实际上是吸收高频成分的，所以有时也叫吸收滤波器。不同的铁氧体抑制元件具有不同的最佳抑制频率范围。一般来说，渗透率越高，抑制频率越低。另外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。

体积不变时，细长形优于短粗形，内径越小，抑制效果越好。然而，在DC或交流偏置电流的情况下，仍然存在铁氧体饱和的问题。抑制元件的截面越大，越不容易饱和，能承受的偏置电流越大。

EMI吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时，通过它的电流与其体积成正比，两者之间的不平衡造成饱和，降低了元器件的性能；抑制共模干扰时，电源的两根导线(正负)同时通过一个磁环，有效信号为差模信号，EMI吸收磁环/磁珠对其没有影响，但对共模信号会表现出较大的电感。还有一种更好的磁环使用方法，就是让穿过磁环的导线反复缠绕几圈，以增加电感。

根据其电磁干扰抑制原理，可以合理利用其抑制效果。铁氧体抑制元件应安装在干扰源附近。对于输入/输出电路，应尽可能靠近屏蔽壳的进出口。对于铁氧体磁环和磁珠组成的吸收滤波器，除了使用高磁导率有损材料外，还应注意其应用。

它们对电路中高频元件的电阻大约在十几到几百欧姆，所以在高阻抗电路中的作用并不明显。相反，在低阻抗电路(如配电、电源或射频电路)中会非常有效[3]。结论近年来，由于电磁兼容性的迫切要求，铁氧体磁珠得到了广泛的应用，尤其是片式铁氧体磁珠。在各种现代电子产品中，为了满足电磁兼容的要求，几乎都采用了这样的元器件。

但值得注意的是，元器件种类繁多，性能各异，不像阻容元件那样系列化、标准化。因此，必须充分了解各种铁氧体磁珠的特性，并根据实际情况合理选择和使用这些元件，才能获得满意的结果。

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