穿心電感 專用於抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈衝的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號，像一些RF電路，PLL，振盪電路，含超高頻存儲器電路（DDRSDRAM，RAMBUS等）都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振盪電路，中低頻的濾波電路等，其套用頻率範圍很少超過50MHZ。 磁珠有很高的電阻率和磁導率，等效於電阻和電感串聯，但電阻值和電感值都隨頻率變化。
基本介紹
- 中文名：磁珠
- 外文名：Core inductance
簡介,
簡介
磁 珠和電感在EMI和EMC電路中關鍵是是對高頻傳導干擾信號進行抑制，也有抑制電感的作用。但從原理方面來看，磁珠可等效成一個電感，等於還是存在一定的 區別，最大區別在於電感線圈有分布電容。因此，電感線圈就相當於一個電感與一個分布電容並聯。如圖1所示。圖1中，LX為電感線圈的等效電感(理想電 感)，RX為線圈的等效電阻，CX為電感的分布電容。
圖1
圖1 電感線圈的等效電路圖
如果我們還要對抑制頻率進一步提高，那么我們最後選用的電感線圈就只好是它的最小極限值，只有1圈或不到1圈了。磁珠，即穿心電感，就是一個匝數小於1圈的電感線圈。但穿心電感比單圈電感線圈的分布電容小好幾倍到幾十倍，因此，穿心電感比單圈電感線圈的工作頻率更高。
理論上對傳導干擾信號進行抑制，要求抑制電感的電感量越大越好，但對於電感線圈來說，電感量越大，則電感線圈的分布電容也越大，兩者的作用將會互相抵消。
圖2
圖2 普通電感線圈的阻抗與頻率的關係圖
圖 2是普通電感線圈的阻抗與頻率的關係圖，由圖2中可以看出，電感線圈的阻抗開始的時候是隨著頻率升高而增大的，但當它的阻抗增大到最大值以後，阻抗反而隨著 頻率升高而迅速下降，這是因為並聯分布電容的作用。當阻抗增到最大值的地方，就是電感線圈的分布電容與等效電感產生並聯諧振的地方。圖2中，L1＞L2＞L3,由此可知電感線圈的電感量越大，其諧振頻率就越低。從圖2中可以看出，如果要對頻率為1MHZ的干擾信號進行抑制，選用L1倒不如選用L3,因為 L3的電感量要比L1小十幾倍，因此L3的成本也要比L1低很多。
如果我們還要對抑制頻率進一步提高，那么我們最後選用的電感線圈就只好是它的最小極限值，只有1圈或不到1圈了。磁珠，即穿心電感，就是一個匝數小於1圈的電感線圈。但穿心電感比單圈電感線圈的分布電容小好幾倍到幾十倍，因此，穿心電感比單圈電感線圈的工作頻率更高。
穿 心電感的電感量一般都比較小，大約在幾微亨到幾十微亨之間，電感量大小與穿心電感中導線的大小以及長度，還有磁珠的截面積都有關係，但與磁珠電感量關係最 大的還要算磁珠的相對導磁率Uy.計算穿心電感時，首先要計算一根圓截面直導線的電感，然後計算結果乘上磁 珠相對導磁率 就可以求出穿心電感的電感量。
另外，當穿心電感的工作頻率很高時，在磁珠體內還會產生渦流，這相當於穿心電感的導磁率要降低，此時，我們一般都使用有效導磁率。有效導磁率 就是在某個工作頻率之下，磁珠的相對導磁率。但由於磁珠的工作頻率都只是一個範圍，因此在實際套用中多用平均導磁率。
在低頻時，一般磁珠的相對導磁率都很大(大於100)，但在高頻時其有效導磁率只有相對導磁率的幾分之一，甚至幾十分之一。因此，磁珠也有截止頻率的問題， 所謂截止頻率，就是使磁珠的有效導磁率下降到接近1時的工作頻率fc,此時磁珠已經失去一個電感的作用。一般磁珠的截止頻率fc都在30~300MHz之 間，截止頻率的高低與磁珠的材料有關，一般導磁率越高的磁芯材料，其截止頻率fc反而越低，因為低頻磁芯材料渦流損耗比較大。使用者在進行電路設計的時 候，可要求磁芯材料的提供商提供磁芯工作頻率與有效導磁率 的測試數據，或穿心電感在不同工作頻率之下的曲線圖。圖3是穿心電感的頻率曲線圖。
圖3
圖3 穿心電感的頻率曲線圖
磁珠另一個用途就是用來做電磁禁止，它的電磁禁止效果比禁止線的禁止效果還要好，這是一般人不太注意的。其使用方法就是讓一雙導線從磁珠中間穿過，那么當有 電流從雙導線中流過時，其產生的磁場將大部份集中在磁珠體內，磁場不會再向外輻射;由於磁場在磁珠體內會產生渦流，渦流產生電力線的方向與導體表面電力線 的方向正好相反，互相可以抵消，因此，磁珠對於電場同樣有禁止作用，即：磁珠對導體中的電磁場有很強的禁止作用。
使用磁珠進行電磁禁止的優點是磁珠不用接地，可以免去禁止線要求接地的麻煩。用磁珠作為電磁禁止，對於雙導線來說，還相當於線上路中接了一個共模抑制電感，對共模干擾信號有很強的抑制作用。
