PCB設(shè)計(jì)時(shí)你真的知道如何選擇磁珠嗎？

PCB設(shè)計(jì)中到底使用貼片磁珠還是貼片電感主要取決于應(yīng)用場景。例如，諧振電路中需要貼片電感；在消除不需要的EMI噪聲時(shí)，使用SMD磁珠是最佳選擇。

1、特別要注意的是，磁珠的單位是歐姆，而不是亨特。因?yàn)榇胖榈膯挝皇歉鶕?jù)一定頻率下產(chǎn)生的阻抗來標(biāo)稱的，所以阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線。標(biāo)準(zhǔn)是100MHz，比如1000R 100MHz，就是說磁珠的阻抗在100MHz時(shí)相當(dāng)于600歐姆。

2、普通濾波器由無損電抗元件組成。它們在線路中的作用是將阻帶頻率反射回信號(hào)源。因此，此類濾光片也稱為反射濾光片。當(dāng)反射濾波器與信號(hào)源的阻抗不匹配時(shí)，部分能量會(huì)反射回信號(hào)源，造成干擾電平的增強(qiáng)。為了解決這個(gè)問題，可以在濾波器的進(jìn)線上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套，利用磁環(huán)或磁珠對(duì)高頻信號(hào)的渦流損耗，將高頻成分轉(zhuǎn)化為熱損耗。因此，磁環(huán)和磁珠實(shí)際上吸收高頻成分，因此有時(shí)也稱為吸收濾波器。

不同的鐵氧體抑制元件具有不同的最佳抑制頻率范圍。一般來說，磁導(dǎo)率越高，抑制頻率越低。另外，鐵氧體的體積越大，抑制效果越好。網(wǎng)上有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)體積一定時(shí)，長而細(xì)的形狀比短而粗的形狀具有更好的抑制效果，并且內(nèi)徑越小，抑制效果越好。然而，在直流或交流偏壓的情況下，也存在鐵氧體飽和的問題。抑制元件的截面越大，越不易飽和，可容忍的偏壓也越大。 EMI吸收磁環(huán)/磁珠抑制差模干擾時(shí)，通過其的電流值與其體積成正比，兩者錯(cuò)位導(dǎo)致飽和，降低元件性能；抑制共模干擾時(shí)，將電源的兩根線（正負(fù)）同時(shí)穿過磁環(huán)。有效信號(hào)是差模信號(hào)。EMI吸收磁環(huán)/磁珠對(duì)其沒有影響，但對(duì)于共模信號(hào)會(huì)表現(xiàn)出較大的電感。磁環(huán)更好的使用方法是反復(fù)纏繞磁環(huán)的導(dǎo)體以增加電感?？筛鶕?jù)抑制電磁干擾的原理合理使用。

鐵氧體抑制元件應(yīng)安裝在靠近干擾源的位置。輸入輸出電路應(yīng)盡量靠近屏蔽殼的進(jìn)、出口。 對(duì)于鐵氧體磁環(huán)和磁珠組成的吸收濾波器，除了選擇磁導(dǎo)率高的有損材料外，還應(yīng)注意其應(yīng)用。 它們對(duì)電路中高頻成分的阻值約為十幾到幾百Ω，因此它在高阻抗電路中的作用并不明顯。相反，在低阻抗電路（例如配電、電源或射頻電路）中它將非常有效。

鐵氧體廣泛用于 EMI 控制，因?yàn)樗梢运p較高頻率，并讓較低頻率幾乎不受阻礙地通過。用于EMI吸收的磁環(huán)/磁珠可以制成各種形狀，廣泛應(yīng)用于各種場合。如果是在PCB上，可以加在DC/DC模塊、數(shù)據(jù)線、電源線等處，吸收線路上的高頻干擾信號(hào)，但不會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生新的極點(diǎn)和零點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生新的極點(diǎn)和零點(diǎn)。不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？膳c電源濾波器配合使用，補(bǔ)充濾波器的高頻性能，提高系統(tǒng)的濾波特性。

磁珠專門用于抑制信號(hào)線和電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，同時(shí)還具有吸收靜電脈沖的能力。

磁珠用于吸收超高頻信號(hào)。例如，一些射頻電路、鎖相環(huán)、振蕩電路以及含有超高頻存儲(chǔ)器（DDR SDRAM、RAMBUS等）、磁珠的電路都需要在電源輸入部分添加。電感器屬于儲(chǔ)能元件，用于LC振蕩電路、中低頻濾波電路等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHz。

磁珠的作用主要是消除傳輸線結(jié)構(gòu)（電路）中存在的射頻噪聲。射頻能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波分量。直流分量是所需的有用信號(hào)，而射頻能量是沿線路傳輸和輻射的無用電磁干擾 (EMI)。為了消除這些不需要的信號(hào)能量，可以使用SMD磁珠充當(dāng)高頻電阻（衰減器），它允許直流信號(hào)通過并濾除交流信號(hào)。通常高頻信號(hào)在30MHz以上，但低頻信號(hào)也會(huì)受到貼片磁珠的影響。

SMD磁珠由軟鐵氧體材料組成，形成具有高體積電阻率的單石結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號(hào)頻率的平方成正比。

使用SMD磁珠的優(yōu)點(diǎn)：小型化、輕量化、在射頻噪聲頻率范圍內(nèi)具有高阻抗、消除傳輸線中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)可以更好地消除信號(hào)的串聯(lián)纏繞。 優(yōu)良的磁屏蔽結(jié)構(gòu)，降低直流電阻，從而避免有用信號(hào)過度衰減。有顯著的高頻特性和阻抗特性（更好地消除射頻能量）。