1. 選型目標

明確磁珠在電路中的作用（如抑制高頻噪聲、EMI濾波、信號線保護等），確保選型滿足電路性能、可靠性、成本及空間要求。

 

1.1 定義磁珠，全稱為鐵氧體磁珠濾波器（另有一種是非晶合金磁性材料制作的磁珠），是一種抗干擾元件，濾除高頻噪聲效果顯著。磁珠的主要原料為鐵氧體，鐵氧體是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料，通常為鐵鎂合金或鐵鎳合金，制造工藝和機械性能與陶瓷相似，顏色為灰黑色。

 

1.2 工作原理磁珠在不同頻率下表現出不同的特性：

 

低頻段 ：磁珠呈現感性，感抗L起主要作用，電感量較大，電磁干擾被反射而受到抑制。

 

中高頻段 （幾兆赫茲到幾百兆赫茲）：磁珠表現為高阻抗，電阻成分起主要作用，將吸收的噪聲轉化為熱能再發散出去。

 

甚高頻段 （GHz）：磁珠表現為容性，總阻抗迅速下降。

 

 

1.3磁珠的單位

 

磁珠的單位是歐姆，而不是亨特，這一點要特別注意。因為磁珠的單位是按照它在某一頻率產生的阻抗來標稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET 上一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以100MHz為標準，比如600R@100MHz，意思就是在100MHz 頻率的時候磁珠的阻抗相當于600歐姆。

 

1.4 磁珠的結構特點

鐵氧體磁珠(Ferrite Bead) 是目前應用發展很快的一種抗干擾組件，廉價、易用，濾除高頻噪聲效果顯著。在電路中只要導線穿過它即可（我用的都是象普通電阻模樣的，導線已穿過并膠合，也有表面貼裝的形式）。當導線中電流穿過時，鐵氧體對低頻電流幾乎沒有什么阻抗，而對較高頻率的電流會產生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發，其等效電路為一個電感和一個電阻串聯，兩個組件的值都與磁珠的長度成比例。磁珠種類很多，制造商應提供技術指標說明，特別是磁珠的阻抗與頻率關系的曲線。有的磁珠上有多個孔洞，用導線穿過可增加組件阻抗（穿過磁珠次數的平方），不過在高頻時所增加的抑制噪聲能力不可能如預期的多，而用多串聯幾個磁珠的辦法會好些。

鐵氧體是磁性材料，會因通過電流過大而產生磁飽和，導磁率急劇下降。大電流濾波應采用結構上專門設計的磁珠，還要注意其散熱措施。鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲（可用于直流和交流輸出），還可廣泛應用于其它電路，其體積可以做得很小。特別是在數字電路中，由于脈沖信號含有頻率很高的高次諧波，也是電路高頻輻射的主要根源，所以可在這種場合發揮磁珠的作用。鐵氧體磁珠還廣泛應用于信號電纜的噪聲濾除。

 

1.5 主要應用領域

電源電路 ：濾除高頻噪聲（可用于直流和交流輸出）。

 

信號線 ：抑制信號線上的高頻噪聲和尖峰干擾。

 

數字電路 ：特別適用于含有高頻脈沖信號的電路。

 

電纜 ：用于信號電纜的噪聲濾除。

 

2. 核心參數要求

1、直流電阻DCResistance(mohm)：直流電流通過此磁珠時，此磁珠所呈現的電阻值。

 

2、額定電流RatedCurrent(mA)：表示磁珠正常工作時的最大允許電流。

 

3、阻抗[Z]@100MHz(ohm)：這里所指的是交流阻抗。

 

4、阻抗－頻率特性：描述阻抗值隨頻率變化的曲線。

 

5、電阻－頻率特性：描述電阻值隨頻率變化的曲線

 

6、感抗－頻率特性：描述感抗隨頻率變化的曲線。

 

下圖為某廠家磁珠特性參數及頻率特性曲線：

 

 

 

 

2.1 頻率特性

噪聲頻段 ：根據電路中需要抑制的噪聲頻率范圍（如100MHz、500MHz等）選擇對應頻段的磁珠。

 

阻抗曲線 ：磁珠的阻抗（Z）隨頻率變化的特性需匹配目標頻段。例如，高頻噪聲需選擇阻抗峰值對應的頻段較高的磁珠。

 

2.2 額定電流

最大工作電流 ：磁珠的額定電流必須高于電路中的最大工作電流，避免磁芯飽和導致性能下降。

 

降額設計 ：建議額定電流留20%-30%余量，尤其在高溫環境下需考慮電流降額。

 

2.3 直流電阻（DCR）

DCR應盡量低，避免造成信號衰減或電源壓降。例如，電源線磁珠的DCR需滿足壓降要求（如ΔV < 50mV）。

 

2.4 封裝與尺寸

根據PCB空間限制選擇封裝（如0402、0603、0805等），并考慮散熱需求。

 

大電流場景需優先選用大尺寸封裝（如1206及以上）。

 

2.5 溫度特性

確保磁珠在應用環境溫度范圍內阻抗穩定。高溫環境下需選擇溫度特性優良的型號（如-55°C~+125°C）。

 

2.6 型號命名

 

磁珠的型號一般由五部分組成：

 

類別：多用字母表示。

 

尺寸：用數字表示（英制）。

 

材料：用字母表示，如X代表小型。

 

阻抗：100MHz時的阻抗。

 

包裝方式：用字母表示。

 

例如，某型號磁珠命名如下：

 

CBG 100505 V 121 T

 

CBG：疊層片式

 

100505：規格尺寸

 

V：材料

 

121：阻抗

 

T：包裝方式

 

產品規格命名方法：

 

應指出的是，目前磁珠型號命名方法各生產廠有所不同，尚無統一的標準。

 

2.7 分類

 

根據磁珠的應用場合，大致可分為普通型、大電流型、尖峰型等：

 

普通型 ：用于電流不大于600mA，直流電阻一般為零點幾個歐姆。

 

大電流型 ：應用于較大電流場合，直流電阻較小，約小于普通型磁珠一個數量級。

 

尖峰型 ：在特定頻率區域內阻抗急劇上升，對特定頻段內的干擾衰減較大。

 

3. 選型流程

3.1 需求分析

明確電路類型（電源線、信號線、高速數字線等）、噪聲頻段、額定電流、電壓等參數。

 

例：電源線濾波需關注額定電流和DCR；高速信號線需關注高頻阻抗。

 

3.2 參數篩選

根據頻率特性初選磁珠型號。

 

排除額定電流和DCR不達標的型號。

 

結合封裝尺寸和成本進一步縮小范圍。

 

磁珠有很高的電阻率和磁導率，等效于電阻和電感串聯，但電阻值和電感值都隨頻率變化。其等效電路為一個電感和一個電阻串聯，兩個組件的值都與磁珠的長度成比例。

 

3.3 對比分析

對比候選型號的關鍵參數（如阻抗@100MHz、DCR、額定電流、價格）。

 

優先選擇綜合性能最優的型號，而非單一參數突出產品。

 

3.4 樣品測試

關鍵測試項 ：

 

實際電路中插入損耗（S參數）。

 

溫升測試（滿載電流下磁珠表面溫度）。

 

長期穩定性測試（高溫老化）。

 

3.5 選型要點

 

選擇磁珠應考慮以下因素：

 

不需要的信號頻率范圍 ：通過觀察廠家提供的阻抗頻率曲線判斷。

 

噪聲源 ：確定噪聲來源。

 

需要的噪聲衰減程度 ：根據實際需求選擇合適阻抗的磁珠。

 

環境條件 （溫度、直流電壓、結構強度）。

 

電路和負載阻抗 。

 

PCB板上的空間 。

 

4. 常見問題與解決方案

4.1 電流與阻抗的平衡

問題 ：高額定電流的磁珠通常阻抗較低。

 

方案 ：若噪聲抑制要求高，可串聯多個磁珠或結合π型濾波電路。

 

4.2 多頻點噪聲抑制

問題 ：單顆磁珠無法覆蓋多個噪聲頻段。

 

方案 ：使用多顆不同頻響特性的磁珠組合，或選用寬頻磁珠。

 

4.3 空間限制

問題 ：小封裝磁珠電流能力不足。

 

方案 ：選擇疊層式或高密度材料磁珠（如鐵氧體+納米晶復合材質）。

 

5. 推薦品牌與型號參考

TDK ：BLM系列（通用型）、MMZ系列（大電流）。

 

Murata ：BLM**系列（信號線）、PL 系列（電源線）。

 

Vishay ：IHLP系列（高頻低DCR）。

 

6. 注意事項

避免僅根據單一頻率點的阻抗值選型，需結合全頻段特性。

 

高頻電路中，寄生電容和電感可能影響性能，需結合仿真或實測驗證。

 

磁珠的安裝位置應盡量靠近噪聲源（如IC電源引腳）。

 

磁飽和問題鐵氧體是磁性材料，會因通過電流過大而產生磁飽和，導磁率急劇下降。大電流濾波應采用結構上專門設計的磁珠，并注意散熱措施。