电感与磁珠
电感和磁珠的区别与联系

电感与磁珠区别:1.电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。
电感和磁珠都可以用于滤波,但是机理不一样。
电感滤波是将电能转化为磁能,磁能将通过两种方式影响电路:一种方式是重新转换回电能,表现为噪声;一种方式是向外部辐射,表现为EMI(电磁干扰)。
而磁珠是将电能转换为热能,不会对电路构成二次干扰。
2.电感在低频段滤波性能较好,但在50MHz以上的频段滤波性能较差;磁珠利用其电阻成分能充分地利用高频噪声,并将之转换为热能已达到彻底消除高频噪声的目的。
3.从EMC(电磁兼容)的层面说,由于磁珠能将高频噪声转换为热能,因此具有非常好的抗辐射功能,是常用的抗EMI器件,常用于用户接口信号线滤波、单板上高速时钟器件的电源滤波等。
4.电感和电容构成低通滤波器时,由于电感和电容都是储能器件,因此两者的配合可能产生自激;磁珠是耗能器件,与电容协同工作时,不会产生自激。
5.电源用电感的额定电流相对较大,因此,电感常用于需要通过大电流的电源电路上,如用于电源模块滤波;而磁珠一般仅用于芯片级电源滤波(不过,目前市场上已经出现了大额定电流的磁珠)。
6.磁珠和电感都具有直流电阻,磁珠的直流电阻相对于同样滤波性能的电感更小一些,因此用于电源滤波时,磁珠上的压降更小。
7.用于滤波时,电感的工作电流小于额定电流,否则,电感不一定会损坏,但是电感值会出现偏差。
电感与磁珠相同点:1.额定电流。
当电感的额定电流超过其额定电流时,电感值将迅速减小,但电感器件未必损坏;而磁珠的工作电流超过其额定电流时,将会对磁珠造成损伤。
2.直流电阻。
用于电源线路时,线路上存在一定的电流,如果电感或磁珠本身的直流电阻较大,则会产生一定压降。
因此选型中,都要求选择直流电阻小的器件。
3.频率特性曲线。
电感和磁珠的厂家资料都附有器件频率特性曲线图。
在选型中,需仔细参考这些曲线,以选择合适的器件。
应用时,注意其谐振频率。
磁珠的选型由磁珠的阻抗特性曲线可知:转换频率点以下,磁珠体现电感性,转换频率点以上,磁珠体现电阻性。
电感与磁珠的区别

电感与磁珠的区别
电感和磁珠的什么联系与区别
1、电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件
2、电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC 对策
3、磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。
两者都可用于处理EMC、EMI问题。
EMI的两个途径,即:辐射和传导,不同的途径采用不同的抑制方法。
前者用磁珠,后者用电感。
4、磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在
电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在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。
5、电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。
一般地的连接和电源的连接。
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磁珠与电感

磁珠与电感
对磁珠和电感的应用也有一些了,现在就对它们作一下简要的总结吧。
在我们的电路设计中,磁珠主要是对高频传导干扰信号进行抑制;而电感则主要是对低频干扰信号进行抑制。
当要对频带很宽的干扰信号进行EMI抑制时,就必须同时采用多个不同性质的电感或磁珠才会有效。
电感的高频等效电路如下:
可见,在频率较高时,电感线圈是有分布电容的。
而电感的阻抗曲线如下:
理论上,对传导干扰信号进行抑制,电感量是越大越好,但同时电感的分布电容也会越大,这时两者的作用就会相互抵消,就如图中所示,当电感很大时,它对高频干扰信号的阻抗可能还不如小一些的电感。
那么,若是要对抑制的频率进一步提高,电感线圈只好用它的最小极限值,只有1圈或不到1圈。
磁珠,即穿心电感,它就是匝数小于1圈的电感线圈,它的电感量都比较小,只有几uH—几十uH。
当然,磁珠也不是对频率很高的信号都能有抑制的,它也有它的截止频率(这与磁珠的材料有关,通常用的比较多的都是铁氧体磁珠),一般是几十MHz到几百MHz,因此,我们通常所说的磁珠的有效导磁率,也是指的它在某个工作频率范围下的相对磁导率。
对于磁珠的作用,它不仅能有效抑制一些高频的传导干扰,另外还有一个重要的作用就是进行电磁屏蔽,其屏蔽效果甚至比屏蔽线还要好,而且可免去屏蔽线要求接地的麻烦,对共模干扰信号有很强的抑制作用。
进行电磁屏蔽的方法也很简单,让一双导线从磁珠中间穿过即可。
总之,我们在使用磁珠和电感的时候,要充分认识到它们的基本特性和不同点,根据不同的场合选择不同的器件,这样才能把它们用得恰到好处。
磁珠和绕线电感的区别

一、电感器的定义。
1.1 电感的定义:电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。
根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。
当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。
由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。
由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。
电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。
总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。
这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势,称为“自感电动势”。
由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。
1.2 电感线圈与变压器电感线圈:导线中有电流时,其周围即建立磁场。
通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场。
电感线圈就是据此把导线(漆包线、纱包或裸导线)一圈靠一圈(导线间彼此互相绝缘)地绕在绝缘管(绝缘体、铁芯或磁芯)上制成的。
一般情况,电感线圈只有一个绕组。
变压器:电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使附近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感。
两个彼此不连接但又靠近,相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。
1.3 电感的符号与单位电感符号:L电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH),1H=103mH=106uH。
1.4 电感的分类:按电感形式分类:固定电感、可变电感。
磁珠与电感的区别?

磁珠(磁性珠子)和电感(电感器)是两种不同的物理概念和应用。
1. 磁珠(磁性珠子):磁性珠子是指具有磁性的小颗粒或球状物体。
它们通常由磁性材料如铁、钢或氧化物制成。
当磁场施加在磁珠上时,它们能被吸引或与其他磁性材料产生相互作用。
磁珠常用于磁性材料的处理、分离、适配器和磁性悬浮等应用领域。
2. 电感(电感器):电感是指电路元件中的电学参数,在直流电路和交流电路中都起重要作用。
电感器(电感元件)是一种用来储存电磁能量的器件,它由绕组(通常是线圈)和磁芯组成。
当电流通过绕组时,会在磁芯中产生一个磁场,从而储存电磁能量。
电感器常用于滤波、变压器、电源、驱动器、射频电路等应用中。
综上所述,磁珠主要是指具有磁性的小颗粒或球状物体,而电感是指电路元件中的电学参数,用于储存电磁能量。
它们分别属于不同的物理和应用领域。
电感的主要特性参数,电感和磁珠的什么联系与区别

电感的主要特性参数,电感和磁珠的什么联系与区别电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件,具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性,频率越高,线圈阻抗越大。
电感器电感量的大小,主要取决于线圈的圈数(匝数)、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等。
而电感是闭合回路的一种属性,即当通过闭合回路的电流改变时,会出现电动势来抵抗电流的改变。
1、具体电感的定义电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
L=ψ/I2、电感的符号与单位电感符号:L电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH) 、納亨(nH),1H=103mH=106uH=109nH。
3、电感的分类按电感形式分类:固定电感、可变电感。
按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。
按工作性质分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。
按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
按工作频率分类:高频线圈、低频线圈。
按结构特点分类:磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。
4、电感的主要特性参数电感量L:表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。
除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
感抗XL:电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。
它与电感量L和交流电频率f的关系为感抗计算公式:XL=2πfL品质因素Q:表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。
线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。
线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。
线圈的Q值通常为几十到几百。
采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值。
分布电容:线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。
分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。
电感与磁珠比较分析

2. 磁珠结构
X射线
3. 磁珠分类
插装式磁珠
叠层片式磁珠
按照功能划分: 低速信号线用磁珠、高速信号线用磁珠、大电流线路用磁珠、抑制高频噪声(1GHz以以上)
和高频大电流线路用磁珠等。
4. 磁珠工作原理
• 低频时,阻抗主要由电感感抗构成,磁芯的磁导率较高, 电感量较大,电感起主要作用,电磁干扰被反射而受到 抑制,并且这时磁芯的损耗较小,整个器件是一个低损 耗、高品质因素Q特性的电感,这种电感特性容易引成谐 振,因此在低频段时可能会出现使用铁氧体磁珠后干扰 增强的现象。
额定电流表征了通过磁珠的直流电流的强度, 提高额定电流可以通过减小直流电阻或者增大产品 尺寸来实现。一般实际使用时会考虑降额使用,一般 至少降额80% ,推荐降额50%以下。
L
Rac
Rdc
C
磁珠的等效电路
7. 磁珠特性(封装影响)
Part Number / Size (All 600 Ohm chip beads)
E
时钟发生电路
F
计算机,打印机,录像机 电视系统和手提电话中 的EMI噪声抑制
9. 磁珠典型应用
1.电源应用
① 工作频率:开关电源工作频率几百KHz-几MHz,对应的电源辐射EMI噪声通 常小于100MHz-300MHz范围, 选用峰值频率小于300MHz低频型磁珠。
② 工作电流:按照交流信号有效值选择磁珠额定电流。电源磁珠在满足布局空间 设计要求下尽量选用大尺寸的磁珠。
1206C601R 1206size 0805E601R 0805size 0603C601R 0603size 0402A601R 0402size
Z(Ω) @100MHz
Zero Bias
芯片术语

电感和磁珠的联系与区别1.磁珠主要用于高频隔离,抑制差模噪声等。
2.电感是储能组件,而磁珠是能量转换(消耗)器件电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC(电磁兼容性Electro Magnetic Compatibility)对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。
两者都可用于处理EMC、EMI(电磁干扰Electro-Magnetic Interference)问题。
磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF(无线电频率radio frequency)电路,PLL(锁相环Phase Locking Loop),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,而电感是一种蓄能组件,用在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。
地的连接一般用电感,电源的连接也用电感,而对信号线则采用磁珠。
3.详细论述:在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性组件和EMI滤波器组件。
这些组件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。
表面贴装组件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。
除力以及其它类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其它性能特点基本相同1.片式电感:在需要使用片式电感的实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。
谐振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路还包括高Q带通滤波器电路。
要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。
在电感的两端存在寄生电容,这是由于电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。
在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求。
高Q电路具有尖锐的谐振峰值。
窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。
稳定的温度系数保证谐振电路稳定的温度变化特性。
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EMC磁珠到底是什么特性?(1)发布时间:2012-06-13 21:06:27推荐到论坛
刚才偶然看了本刊的两篇有关磁珠的专家博文,这两篇博文都是讲磁珠的。
其中一篇是讲磁珠与电感的区别,另一篇讲磁珠其实就是一电阻特性,其实这样的说法都是不准确的。
磁珠(Ferrite bead)的等效电路是一个DCR电阻串联一个电感并联一个电容和一个电阻。
DCR是一个恒定值,但后面三个元件都是频率的函数,也就是说它们的感抗,容抗和阻抗会随着频率的变化而变化,当然它们阻值,感值和容值都非常小。
从等效电路中可以看到,当频率低于fL(LC谐振频率)时,磁珠呈现电感特性;当频率等于fL时,磁珠是一个纯电阻,此时磁珠的阻抗(impedance)最大;当频率高于谐振频率点fL时,磁珠则呈现电容特性。
EMI选用磁珠的原则就是磁珠的阻抗在EMI噪声频率处最大。
比如如果EMI噪声的最大值在200MHz,那你选择的时候就要看磁珠的特性曲线,其阻抗的最大值应该在200MHz 左右。
下图是一个磁珠的实际的特性曲线图。
大家可以看到这个磁珠的峰值点出现在1GHz
左右。
在峰点时,阻抗(Z)曲线的值与电阻(R)的相等。
也就是说这个磁珠在1GHz时,是个纯电阻,而且阻抗值最大。
Z: impedance R: R( f) X1: L\\C
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前面简单介绍了EMI磁珠的基本特性曲线。
从磁珠的阻抗曲线来看,其实它的特性就是可以用来做高频信号滤波器。
需要注意的是,通常大家看到的厂家提供的磁珠阻抗曲线,都是在无偏置电流情况下测试得到的曲线。
但大部分磁珠通常被放在电源线上用来滤除电源的EMI噪声。
而在有偏置电流的情况下,磁珠的特性会发生一些变化。
下面是某个0805尺寸额定电流500mA的磁珠在不同的偏置电流下的阻抗曲线。
大家可以看到,随着电流的增加,磁珠的峰值阻抗会变小,同时阻抗峰值点的频率也会变高。
在进一步阐述磁珠的特性之前,让我们先来看一下磁珠的主要特性指标的定义:
Z (阻抗,impedance ohm) :磁珠等下电路中所有元件的阻抗之和,它是频率的函数。
通常大家都用磁珠在100MHz时的阻抗值作为磁珠阻抗值。
DCR (ohm): 磁珠导体的的直流电阻。
额定电流:当磁珠安装于印刷线路板并加入恒定电流,自身温升由室温上升40C时的电流值。
那么EMI磁珠有成千上万种,阻抗曲线也各不相同,我们应该如根据我们的实际应用选择合适的磁珠呢?
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让我们首先来看一下阻抗值同为600ohm@100MHz但尺寸大小不同的磁珠在不同偏置电流电流和工作频率下的特性。
Part Number / Size
(All 600 Ohm chip beads)Z (Ohms)Z (Ohms)Z (Ohms)
@ 100 MHz@ 500 MHz@ 1 GHz
Zero Bias100 mA Zero Bias100 mA Zero Bias100 mA
1206C601R 1206 size600550220220105120 0805E601R 0805 size600380304250151120 0603C601R 0603 size600300330420171200 0402A601R 0402 size600175644600399500
上面是四个不同大小的磁珠分别工作在0A,100mA偏置电流及在100MHz,500MHz
和1GHz工作频率下的阻抗值。
从上表的测试数据中可以看出,1206尺寸的磁珠在低频100MHz工作时,其阻抗值仅
从0A下的600ohm减小到100mA偏置电流下的550ohm,而0402尺寸的磁珠阻抗值却从
0A下的600ohm大幅减小为175ohm。
由此看来,在低频大偏置电流应用的情况下,应该选择大尺寸的磁珠,其阻抗特性会更
好一些。
让我们来看一下磁珠在高频工作时的情形。
1206尺寸的磁珠其1GHz下的阻抗从100MHz下的600ohm大幅减小为105ohm,而0
402尺寸的磁珠其1GHz下的阻抗则只由100MHz下的600ohm小幅减小为399ohm。
这也就是说,在低频大偏置电流的情况下,我们应该选择较大尺寸的磁珠,而在高频应
用中,我们应该尽量选择小尺寸的磁珠。
至于为什么大小磁珠会表现为如此特性,希望看了前面磁珠特性的读者会自己找到答
案。
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让我们再来看一下下面两个不同曲线特征的磁珠A和磁珠B应用于信号线时的情况。
磁珠A和磁珠B的阻抗峰值都在100MHz和200MHz之间,但磁珠A阻抗频率曲线比较平坦,磁珠B则比较陡峭。
我们将两个磁珠分别放在如下的20MHz的信号线上,看看对信号输出会产生什么样的影响。
波形测试点
下面是用示波器分别量测磁珠输出端的波形图
从输出波形来看,磁珠B的输出波形失真要明显小于磁珠A。
原因是磁珠B的阻抗频率波形比较陡峭,其阻抗在200MHz时较高,只对20
0MHz附近的信号的衰减较大,但对频谱很宽的方波波形影响较小。
而磁珠A的阻抗频率特性比较平坦,其对信号的衰减频谱也比较宽,因此对方波的波形影响也较大。
下面是上述三种情况对应的EMI测试结果。
结果是磁珠A和磁珠B都会对EMI噪声产生很大的衰减。
磁珠A在整个EMI频谱范围内的衰减要稍好于磁珠B。
因此,在具体选用磁珠时,阻抗频率特性平坦型的磁珠A比较适合应用于电
源线,而频率特性比较陡峭的磁珠B则较适合应用于信号线。
磁珠B在应用于信号线时,可以在尽量保持信号完整性的情况下,尽可能只对EMI频率附近的噪声产生最大的衰减。
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EMC磁珠应用于电子线路中抑制EMI,主要有两种应用:1.最常见用于电源线。
2.用于信号线像音频,视频线等。
那应该如何根据实际应用从千万种不同特性的EMC磁珠中选择合适的磁珠用于自己的系统设计呢?
向前面所述,如果要选用磁珠用于电源线,应该做如何选择呢?
首先,要知道开关电源的工作频率。
通常大多数开关电源工作于几百KHz,少数的可以工作到几MHz. 这个频率基本上是在传导辐射的频率范围。
对于起始于30MHz辐射频率来讲,属于低频的范围。
一般来讲,电源产生的辐射EMI噪声,通常在小于100MHz-300 MHz范围. 因此,选择磁珠用选用峰值频率小于300MHz低频型的磁珠。
其次,就是要知道电源的工作电流。
对于哪些放置于开关或非直流信号的磁珠,通常要讲交流信号转换有效值,以此来选择磁珠的额定电流。
对于用于电源线磁珠尺寸,像我们前面讲到的,在满足排版空间设计要求情况下,要尽量选用大尺寸的磁珠。
用于电源线的磁珠,DCR是十分关键的参数,特别是对于电池供电的便携式设备,像手机,平板电脑等。
应尽量选用DCR小的磁珠用于电源线,以提高电源效率。
当然,从抑制EMI的角度来讲,磁珠的峰值阻抗越高越好。
但通常,磁珠的阻抗与D CR成反比关系。
需哟根据实际的应用情况,在DCR和阻抗间做一折中选择。
最后,就像前面所讲的,磁珠的阻抗曲线要尽量平坦,以最大限度的滤除电源的高次谐波噪声。
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EMC磁珠到底是什么特性?(6)终结篇发布时间:2013-01-23 11:54:13 推荐到论坛假如磁珠用于信号线,那应该如何选择磁珠的种类呢?
首先,我们应该知道磁珠要用于何种信号线,比如是音频,视频还是其他。
这也就是说应该知道信号的工作频率。
原则上,磁珠的阻抗峰值频率应至少高于信号的有效带宽,否则会影响影响信号完整性,从而影响系统的正常工作。
即使对于像音频之类的低频信号,因为音频信号通常是由音频解码器解码而来,其EMI噪声通常是音频解码器的几十MHz 的时钟频率谐波。
因此,即使是低频的音频信号,其EMI噪声通常也会是高达几十甚至几百MHz的高频噪声。
其次,要知道信号电流。
对于大多数信号而言,像视频,RS232等,仅仅是信号而已,并没有太大的电流输出,因此通常不需要考虑磁珠的额定电流。
但对于音频信号,通常是有功率输出的,此时磁珠的选择就要考虑输出电流。
此时要将音频信号折算成有效值来选取适当额定电流的磁珠。
峰值阻抗应选择在可能出现EMI问题的频率点附近。
用于高速信号的磁珠要注意阻抗匹配,比如用于视频信号线的磁珠阻抗在100MHz左右要在50欧姆左右。
用于信号线的磁珠,通常不需要考虑磁珠DCR,磁珠的尺寸要越小越好。
最后就是磁珠的阻抗曲线要尽量陡峭,以免影响信号完整性。
小磁珠,大学问!
但愿这几篇拙文能够给广大读者有些帮助。
后面会接着聊其他EMC话题,敬请关注!
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