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磁珠是什么?有什么用?

铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(1)

磁珠,全称“铁氧体磁珠”, Ferrite Bead。

磁珠的核心功能:吸收线路上的高频信号。

如果你看到一个高速MCU电路设计中没有磁珠,只能说明画图的硬件工程师没有考虑过EMC电磁兼容测试,从来不管电磁干扰的问题,太山寨了。

由上图可以看出来,磁珠和电感的内部结构差不多。(电感的链接在这里:电感的介绍)

两者构造的区别:电感是在铁氧体材料外面绕线磁珠是线材外面包裹铁氧体

两者使用的区别:电感把高频信号反射回去磁珠把高频信号吸收变成热量

铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(2)

磁珠用在哪里?

磁珠应用场景,基本都是吸收线路上的高频信号

  • 电源输入端

铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(3)

  • 音频信号

铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(4)

磁珠不能用在哪里?

既然磁珠能吸收高频信号,那需要保留高频信号的地方肯定不能用磁珠的了。例如射频信号、高速数据线等。

射频信号如果要滤除杂波,一般用声表滤波器

高速数据线要滤除杂波,一般用共模滤波器

磁珠的关键参数

铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(5)

铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(6)

  • 额定电流Rated Current

磁珠里面是一根缠绕起来的细线,电流大了就烧掉了。所以需要根据电源线的最大电流选择磁珠。

磁珠体积越大,额定电流越大。(线更粗)

磁珠阻抗越高,额定电流越小。(线更长)

如果在智能硬件产品的主电源上使用磁珠,一般都要0805或1206的尺寸的,否则额定电流跟不上。

  • 直流电阻DC Resistance

顾名思义,就是直流通过磁珠时的电阻。

磁珠体积越大,直流电阻越小(线更粗)

磁珠阻抗越高,直流电阻越大(线更长)

直流电阻的选择,要根据线路负载来决定,负载小了就要用直流电阻小的磁珠。

例如上面的喇叭线路上的磁珠,喇叭的直流电阻只有8ohm,如果选择最下面那个磁珠,虽然高频阻抗够大、滤除射频干扰能力很强,但直流电阻高达1ohm,2颗磁珠2ohm,相对喇叭的8ohm,要消耗20%的音频能量,会导致喇叭声音变小、音质变差。(此时应当选用0805或更大尺寸的磁珠,高频阻抗大,直流阻抗更小)

阻抗特性曲线

阻抗,Impedance,例如上图第四个型号的磁珠,220ohm@100MHz,意思是对于100Mhz的信号,有220ohm的阻抗。

实际应用中,不能只看这个220ohn,而是应该根据自己要滤除的频段,来选择合适的磁珠

例如下面的阻抗-频率曲线,假设我们要滤除900MHz的干扰(GSM频段),对着图可以看出来,900MHz频率下的阻抗在260ohm,既没有太高也没有太低。

(这个例子1G和100M相差不大,有很多磁珠可以相差到十倍以上)

铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(7)


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铁氧体磁珠内部结构(铁氧体磁珠原来要这么用)(8)

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