详解业界最低直流电阻的片状铁氧体磁珠
细说磁珠
说说磁珠(Ferrite Bead)第一次使用磁珠还是在实习的时候，但是看原理图发现有个元件写着”Bea d”，单位是100欧姆，用万用表测，导通，电阻约为0。
当时就很奇怪，是什么有什么用？后来问了师兄，才知道，这个是磁珠，相当于电感，通直流阻交流(不准确)。
这就是我当初对磁珠的印象。
磁珠全称为铁氧体磁珠，Ferrite Bead，简写FB。
磁珠的单位是欧姆，而不是亨特，这一点要特别注意。
因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。
磁珠的 DATASH EET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，一般以100MHz为标准，比如60 0R@100MHz，意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于600欧姆。
磁珠的结构X射线下的结构(真的活像线圈)磁珠的等效模型R bead是磁珠的直流电阻；L bead是磁珠的等效电感；Cpar和Rpar是并联电容和电阻。
在低频的时候，Cpar开路，L bead短路，只有直流电阻R bead。
当频率增加的时候，阻抗(JwL bead)随着L bead的增加线性增加，阻抗(1/jwCpar)随着Cpar的减小而相反增长。
磁珠的阻抗频率曲线图上升斜率主要由电感L bead决定。
在高频到达一定频率点时，Cpar的阻抗开始起主要作用。
磁珠的阻抗开始减小。
阻抗频率曲线的斜率下降主要由磁珠的寄生电容Cpar所决定。
Rpar对抑制品质因素(Q-factor)有作用，无论如何，Rpar和Cpar的值增长过大会增加磁珠的品质因素和减小磁珠的有效带宽。
高品质因素(Q)可能导致电源输送网络瞬态频率响应不想要的抬升。
Z=R+jxZ：阻抗R：电阻X：电抗磁珠的电性参数Z(阻抗) [Z]@100MHz (ohm)磁珠的阻抗是指在电流下所有阻抗的总和，包括交流与直流部分。
阻抗的直流部分仅仅是绕线的直流电阻，交流部分包括电感电抗。
下面的公式计算了一个理想电感在正弦交流信号下的电感电抗。
40铁氧体叠层片式磁珠(低频高阻型)Ferrite chip beads
Ｚ
R X
10
100
Frequency[MHz]
1000
Impedance[O]
400 300 200 100
0 1
Ｚ
R X
10
100
Frequency[MHz]
1000
Impedance[ Ω]
1000
CBH201209W601T
Impedance[O]
800 600 400 200
0 1
Ir (mA)Max
300 200 200 200 150 100 100 100
DCR (Ω)Max
0.25 0.25 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.60
DCR (Ω)Max
0.10 0.20 0.25 0.30 0.35 0.50
Ir (mA)Max
400 300 300 300 300 200 200 150 100
Appearance:
Thermal No significant abnormality.
5
shock
Impedance change: within ±20%
Inductor change: within±10%
Test methods
Solder temperature: 230±5℃ Duration: 4±1S Preheating temperature: 120 to 150℃ Preheating time: 60S Flux: immersion into methanol solution with colophony for 3 to 5 sec. Immersion speed: 25mm/sec Solder temperature: 260±5℃ Duration: 10±0.5S Preheating temperature: 120 to 150℃ Preheating time: 60S Flux: immersion into methanol solution with colophony for 3 to 5 sec. Immersion speed: 25mm/sec Temperature: -40℃ for 30±3min +85℃ for 30±3min Transforming interval :max 20 sec Number of cycles: 32
铁氧体磁珠的原理及应用
铁氧体磁珠的原理及应用
1 铁氧体磁珠电磁干扰抑制元件
铁氧体磁珠是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。
它的切割方块制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。
电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料，许多厂商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非常大。
对于抑制电磁干扰用的铁氧体磁珠，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。
磁导率μ可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增加。
因此，它的等效电路为由电感L和铁氧体磁铁电阻R组成的串联电路，L和R 都是频率的函数。
当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加，但是在不同频率时其机理是完全不同的。
在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L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Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。
在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转。
EMC常用元器件之磁珠总结
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。
图一
图二
图三 如图四所示，利用磁珠的电感特性构成的高频 LC 滤波器电路，该电路可有效 的吸收由高频振荡器产生的振荡信号而不致窜入负载，并且不降低负载上的直 流电压。
图四
如图五所示，利用磁珠的电阻特性来消除两只快速逻辑门之间由于长线传输而 引起的振铃现象。任何传输线都不可避免的存在着引线电阻、引线电感和杂散 电容，因此，一个标准的脉冲信号在经过较长传输线后，极易产生上冲及振铃 现象。大量的实验证明，引线电阻可使脉冲的平均振幅减小，而引线电感和杂 散电容的存在，则是产生上冲和振铃的根本原因。在脉冲前沿上升时间相同的 条件下，引线电感越大，上冲及振铃现象就越严重，杂散电容越大，则使波形 的上升时间越长，而引线电阻的增加，将使脉冲的振幅减小。在实际电路中， 可以利用串联电阻的方法来减小和抑制上冲及振铃。
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 100MH z 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。 另外选择磁珠时需要注意磁珠的通流量，一般需要降额 80％处理，用在电源电 路时要考虑直流阻抗对压降影响。 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。
磁珠电感资料
磁珠电感资料磁珠（Magneticbead）是近年来问世的一种超小型的非晶合金磁性材料，它与铁氧体属两种材料。
市售的磁珠外形与塑封二极管相仿，外形呈管状，但改用磁性材料封装，内穿一根导线而制成的小电感。
常见磁珠的外形尺寸有Φ2.5×3（mm）、Φ2.5×8（mm）、Φ3×5（mm）等多种规格。
供单片开关电源使用的磁珠，电感量一般为几至几十μH。
磁珠的直流电阻非常小，一般为0.005Ω～0.01Ω。
通常噪声滤波器只能吸收已发生了的噪声，属于被动抑制型；磁珠的作用则不同，它能抑制开关噪声的产生，因此属于主动抑制型，这是二者的根本区别。
磁珠可广泛用于高频开关电源、录像机、电子测量仪器、以及各种对噪声要求非常严格的电路中。
片式电磁干扰对策元件的特性及其应用（1）1引言由于电磁兼容的迫切要求，电磁干扰（EMI）对策元件获得了广泛的应用，特别是近年来发展起来的品种繁多的片式EMI对策元件,更引起人们的关注。
在各种现代电子产品中，为了达到电磁兼容的要求，几乎都采用了这类元件。
但值得注意的是，这类元件品种多，性能各异，不像阻容元件那样的系列化、标准化，所以，必须全面了解各种EMI对策元件的特性，并根据具体情况，恰当地选择和正确地使用这些元件才能收到满意的效果。
本文对目前主要的几类片式EMI对策元件的特性及其应用进行简要的评述。
2片式铁氧体磁珠2.1 片式铁氧体磁珠是1种获得广泛应用的物美价廉的EMI对策元件，在EMI对策中占有重要的位置。
片式铁氧体磁珠的基本特性片式铁氧体磁珠的结构和等效电路如图1所示。
实质上它就是1个叠层型片式电感器,是由铁氧体磁性材料与导体线圈组成的叠层型独石结构。
由于是在高温下烧结而成,因而致密性好、可靠性高。
两端的电极由银/镍/焊锡3层构成,可满足再流焊和波峰焊的要求。
（b）等效电路（a）片式铁氧体磁珠的结构图1片式铁氧体磁珠的结构与等效电路在图1所示的等效电路中，R代表由于铁氧体材料的损耗(主要是磁损耗)以及导体线圈的殴姆损耗而引起的等效电阻;C是导体线圈的寄生电容。
使用片状铁氧体磁珠的注意事项以及解决磁饱和的措施
使用片状铁氧体磁珠的注意事项以及解决磁饱和的措
施
片状铁氧体磁珠是一种使用铁氧体的电感器。
因此，当大电流通过时，需要特别注意由于磁饱和所造成的性能改变。
图1是电流通过片状铁氧体磁珠时的阻抗值的变化示例。
图1 片状铁氧体磁珠的直流重叠特性示例
正因如此，当大电流通过片状铁氧体磁珠时，阻抗值会下降，所以如果在大电流通过的位置进行使用，可能无法达到预期的效果。
在这种情况下，就
需要考虑选择能充分承受额定电流的元器件，或者在初期选择阻抗较高的元
器件。
但是，铁氧体磁珠的磁饱和只发生在大电流通过时，如果电流下降，性能会复原，因此，在只是瞬间增加电流的电路中也可能不会出现问题。
（当然，也可能会出现该瞬间的磁饱和发生障碍的情况。
）因为很难详细追查其影响，所以我认为在通过实机评估可以认定铁氧体磁珠没有正常运行时，最好对其
进行疑似磁饱和的处理。
片式铁氧体磁珠
片式铁氧体磁珠内容1、磁珠的定义磁珠的定义CurrentElectromagnetic WaveHeatInitial SignalAfter Signal磁珠工作原理真实的磁珠1101001000Frequency(MHz)0100200300400500i m p e d a n c e (Ω)XRZR0磁珠的发展历史高频段高阻抗大电流波形失真小小尺寸1101001000Frequency(MHz)5001000150020002500Impedance(Ω)HZ1608U102GZ1608U102内容2、磁珠的结构磁珠的结构Ferrite生产流程Tape Casting 流延Screen Printing丝网印刷Lamination叠层Cutting切割Burning andFiring排胶、烧结Termination端电极Plating电镀Packing编带内容3、电性参数电性参数术语解释Z (阻抗):术语解释DCR (直流电阻):术语解释IDC (额定电流):内容4、顺络公司的磁珠GZ 系列SZ 系列PZ系列HZ系列HPZ系列(0402~0603)500～350047～10001005~1608具有高频噪声的大电流线路HPZ 系列(0402~0603)100～250300～10001005~1608高频噪声抑制HZ 系列（0402～1806）500～600010～10001005～4516大电流线路PZ 系列（0402～1206）100～100022～27001005～3216高速信号线用SZ 系列（0402～1206）50～22005～20001005～3216普通信号线用GZ 系列额定电流（mA ）阻抗（Ω）尺寸特征类型顺络公司的磁珠特征产品编号方式②外形尺寸(长×宽) (mm)1005 [0402] 1.0×0.51608 [0603] 1.6×0.82012 [0805] 2.0×1.253216 [1206] 3.2×1.6①类型GZ 低速信号线用普通磁珠③材料代码D, E, U④公称阻抗值Example Nominal Value 300 30Ω121 120Ω102 1000Ω⑥无铅产品(f)⑤包装B 散装T 盘装GZ 1608D 121T (f)性能范围300～20000～1200D 600～200019～600U3216(1206)500～22005～1000U 500～100080～1000E 500～20005～2000D 2012(0805)200～20005～1000U 200～30050～2000E 100～20005～2200D 1608(0603)100～5005～1000U 100～20080～600E 100～5005～1000D 1005(0402)额定电流(mA)阻抗@100MHz(Ω)材料尺寸阻抗频率特性曲线1101001000Frequency(MHz)50100150200250I m p e d a n c e (Ω)GZ1608D121GZ1608E121GZ1608U121特征产品编号方式SZ 1608G 121T (f)②外形尺寸(长×宽) (mm)1005 [0402] 1.0×0.51608 [0603] 1.6×0.82012 [0805] 2.0×1.25①类型SZ 高速信号线用尖峰磁珠③材料代码G, K④公称阻抗值Example Nominal Value 300 30Ω121 120Ω102 1000Ω⑥无铅产品(f)⑤包装B 散装T 盘装性能范围200～1000120～2700K500～100010～1000G 2012 (0805)200～600120～2700K 150～80022～1000G 1608 (0603)100～60075～1000K 200～6005～220G 1005 (0402)额定电流(mA)阻抗@100MHz(Ω)材料尺寸阻抗频率特性曲线1101001000Frequency(MHz)02004006008001000i m p e d a n c e (Ω)SZ1608G221SZ1608K221特征产品编号方式PZ 1608U 121-3R0T (f)②外形尺寸(长×宽) (mm)1005 [0402] 1.0×0.51608 [0603] 1.6×0.82012 [0805] 2.0×1.253216 [1206] 3.2×1.6①类型PZ 大电流磁珠③材料代码D, E, U④公称阻抗值Example Nominal Value 300 30Ω121 120Ω102 1000Ω⑦无铅产品(f)⑥包装B 散装T 盘装⑤额定电流1R5 1.5A 4R0 4.0A R60 0.6A性能范围3000～600040～80U4516(1806)500～600030～1000U 1000~500038~600D 3216(1206)500～300030～600U 500~400039~600D 2012 (0805)500～300010～300U 500~300030~600D 1608 (0603)10000~30D 1005(0402)额定电流(mA)阻抗@100MHz(Ω)材料尺寸阻抗频率特性曲线1101001000Frequency(MHz)060120180240300I m p e d a n c e (Ω)PZ1608D121-1R0PZ1608U121-1R0特征产品编号方式HZ 1608K 121T (f)②外形尺寸(长×宽) (mm)1005 [0402] 1.0×0.51608 [0603] 1.6×0.8①类型HZ 高频磁珠③材料代码K, U④公称阻抗值Example Nominal Value 121 120Ω102 1000Ω⑥无铅产品(f)⑤包装B 散装T 盘装50~100300～1000K100~200300~1000U1608100180~600K 50~100300~1000D1005额定电流(mA)阻抗@100MHz(Ω)材料尺寸性能范围阻抗频率特性曲线1101001000Frequency(MHz)03006009001200I m p e d a n c e ( Ω)HZ1005K301HZ1005D3011101001000Frequency(MHz)03006009001200I m p e d a n c e ( Ω)HZ1608K301HZ1608U301GZHZ 抑制噪声的作用特征产品编号方式HPZ 1608D 221-1R5T (f)②外形尺寸(长×宽) (mm)1005 [0402] 1.0×0.51608 [0603] 1.6×0.8①类型HPZ 高频大电流磁珠③材料代码D, U④公称阻抗值Example Nominal Value 300 30Ω121 120Ω102 1000Ω⑦无铅产品(f)⑥包装B 散装T 盘装⑤额定电流1R5 1.5A 4R0 4.0A R60 0.6A500～2000100～600U500～350047～1000D 1608(0603)500~600100~220U 500~600120~220D 1005(0402)额定电流(mA)阻抗@100MHz(Ω)料别尺寸性能范围阻抗频率特性曲线1101001000Frequency(MHz)1002003004005006007008009001000I m p e d a n c e (Ω)HPZ1608D601HPZ1608U601内容5、应用应用磁珠选型应用1、笔记本电脑应用2、主机USB 接口Clock line GZ1608D601 GZ1608U601Vdd, Gnd linePZ1608U600PZ1608U121PZ2012U121PZ3216U501 D+, D-LineGZ1608D601GZ1608D121GZ3216D601应用3、USB HUB 接口Vdd, Gnd linePZ1608U600PZ1608U121PZ2012U121PZ2012U501D+, D-lineGZ1608D601GZ1608D121GZ3216D601Clock lineGZ1608D601GZ1608U601D+, D-line1.5Mbps lineGZ1608D60112Mbps lineGZ1608D121GZ3216U601 Local Power SupplyPZ2012U121PZ3216U401PZ3216U132Vdd, Gnd linePZ1608U600,121PZ2012U121PZ3216U132THANK YOU!。
铁氧体磁珠简介
2.应用的回路不同
电感是储能元件，多用于电源滤波回路，侧重于抑止传导性干扰，用在LC振荡电路， 中低频的滤波电路等，应用频率范围很少超过50MHz。
磁珠的定义及作用
• 铁氧体磁珠也是滤波常用的器件。用于电磁噪声抑制 的铁氧体是一种磁性材料，由铁、镍、锌氧化物混合 而成，具有很高的电阻率，较高的磁导率（约为 100~1500）。铁氧体磁珠串接在信号或电源通路上， 用于抑制差模噪声。当电流流过铁氧体时，低频电流 可以几乎无衰减地流过，但高频电流却会受到很大的 损耗，转变成热量散发(其原理利用了铁氧体对电磁的 吸收)。铁氧体磁珠可以等效为电阻与电感的串联，但 电阻值与电感值都是随频率而变化的。
• 主要參數有Z、DCR、Rate Current等
磁珠工作原理
磁珠是一种阻抗随频率变化的电阻器 低频下, 感应阻抗较低 随着频率增加,阻抗逐渐增大并逐渐显示
出电阻功能 铁氧体磁珠的工作原理是通过阻抗吸收
并发热的形式将不需要频段的能量耗散 掉
貼片電感與磁珠的區別：
1.频段不同
在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量 较大，L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Q特性的电感。
RF范围内要考虑X曲线的影响 低频时相当于短路；而高频时纯电阻很大 会以热的形
式虑掉 ；更高频时阻抗减小，失去滤波作用
铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特 性。铁氧体在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很 低的电感器，所以能在相当宽的频率范围内保持较高 的阻抗，从而提高高频滤波效能。
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详解业界最低直流电阻的片状铁氧体磁珠
详解业界最低直流电阻的片状铁氧体磁珠BLM15AX系列
前言
随着手机、便携式音乐播放器和便携式游戏机的普及，人们开始要求这些电子设备的设计更加小型化、高性能化、低能耗和低噪音。
因此，大量的超小尺寸的电容器、电阻器、EMI静噪滤波器被大量在使用在这些小型便携式设备上。
片状铁氧体磁珠，结构简单，因其具有尺寸小、使用方便的特点而被大量用于EMI静噪用途。
村田制作所早已能够批量生产0402尺寸(1.0×0.5mm)片状铁氧体磁珠BLM15系列，0201尺寸(0.6×0.3mm)BLM03系列。
然而为了达到和大尺寸产品相同的静噪效果就必须增加磁珠内部的线圈数量，提高其阻抗值。
这样直流电阻就会随之增加、从而电路功耗就会增加。
这也就成了必须解决的课题。
此次通过开发新材料和改进加工工艺，村田成功开发生产出了小型低直流电阻产品，0402尺寸的片状铁氧体磁珠BLM15AX系列，与之前的产品相比降低了60%。
从而此系列产品节省了小型便携式设备电路的耗电，使电池寿命得到了延长。