详解业界最低直流电阻的片状铁氧体磁珠

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。

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。

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
 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!。

电感（29）之铁氧体磁珠⼯作原理透彻详解铁氧体磁珠（Ferrite Bead, FB）是⼀种利⽤电感原理制作⽽成的元器件，主要⽤于抑制信号或电源线的⾼频噪声和尖峰⼲扰，还具有吸收静电脉冲的能⼒，是⽬前应⽤发展很快且廉价易⽤的⼀种抗⼲扰器件，它的原理图符号通常与电感器是⼀样的。

⼀根引线穿过铁氧体磁芯就组成最简单的磁珠，其基本结构如下图所⽰：可以说，每⼀位有经验的电⼦⼯程师都曾经将电感与磁珠对⽐过，这也是深⼊理解磁珠的⼀种途径（前提是你得先深⼊了解过电感，有了前⾯章节的铺垫⾃然不在话下），这⾥我们也来⼊乡随俗看看⽹络上的资料有哪些主流说法：1、电感的单位是亨利，磁珠的单位是欧姆；2、电感是储能元件，磁珠是能量消耗器件；3、电感多⽤于电源滤波回路，磁珠多⽤于信号回路及EMC对策；4、磁珠主要⽤于抑制电磁辐射⼲扰，⽽电感则侧重于抑制传导性⼲扰；5、磁珠由氧磁体组成，电感由磁芯和线圈组成；6、磁珠是⽤来吸收超⾼频信号，像⼀些RF电路、PLL、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；7、地与电源的连接⼀般⽤电感，⽽对信号线则采⽤磁珠。

但实际上磁珠应该也能达到吸收⾼频⼲扰的⽬的，⽽且电感在⾼频谐振以后都不能再起电感的作⽤了；8、磁珠在⾼频段的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换成热能的形式耗散掉；9、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。

对于⼤多数⼯程师来说，磁珠与电感的区别都来源于此，但是真正在应⽤的时候却经常会有这样的困惑：这个地⽅⽤磁珠还是电感呢？好像两种都是可以的？⽹上搜⼀下看有没有现成的原理图参考⼀下，换⾔之，对磁珠与电感之间的本质区别不是很了解。

片状铁氧体磁珠
片状铁氧体磁珠是一种新型的磁性材料，具有优异的磁性能和化学稳
定性，被广泛应用于生物医学、环境监测、催化剂等领域。

片状铁氧体磁珠的制备方法多种多样，其中最常见的是溶胶-凝胶法。

该方法通过溶胶的形式将金属离子和氧化物离子混合，形成胶体，然
后通过凝胶化反应将胶体转化为凝胶，最后通过煅烧得到片状铁氧体
磁珠。

片状铁氧体磁珠具有许多优异的性能。

首先，它们具有高的饱和磁化
强度和高的矫顽力，这使得它们在磁性分离、磁性测量等方面具有广
泛的应用。

其次，片状铁氧体磁珠具有优异的生物相容性和化学稳定性，这使得它们在生物医学领域中具有广泛的应用前景。

此外，片状
铁氧体磁珠还具有较大的比表面积和孔隙度，这使得它们在催化剂领
域中具有广泛的应用前景。

片状铁氧体磁珠的应用领域非常广泛。

在生物医学领域中，片状铁氧
体磁珠可以用于细胞分离、蛋白质纯化、药物传递等方面。

在环境监
测领域中，片状铁氧体磁珠可以用于水质检测、大气污染监测等方面。

在催化剂领域中，片状铁氧体磁珠可以用于催化剂的制备、催化反应
等方面。

总之，片状铁氧体磁珠是一种非常有前途的新型磁性材料，具有广泛的应用前景。

随着制备技术的不断发展和完善，片状铁氧体磁珠的性能和应用领域将会得到进一步的拓展和提高。