磁珠原理
磁珠的主要原料是铁氧体。铁氧体是一种具有立方晶格结构的铁磁材料。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金。其制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。铁氧体是电磁干扰滤波器中经常使用的一种磁芯，很多厂家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高，磁导率高，可以使电感线圈绕组之间的电容在高频高阻的情况下最小。对于用来抑制电磁干扰的铁氧体，最重要的性能参数是磁导率和饱和磁通密度Bs。磁导率可以表示为复数，实部构成电感，虚部代表损耗，损耗随着频率的增加而增加。所以它的等效电路是电感L和电阻R组成的串联电路，两者都是频率的函数。当导线穿过这个铁氧体磁芯时，在形式上电感阻抗随着频率的增加而增加，但在不同的频率下机理完全不同。
在低频段，阻抗由电感组成。低频时R很小，磁芯磁导率高，所以电感大，L起主要作用，通过反射抑制电磁干扰。此时磁芯损耗小，整个器件是一个低损耗高Q特性的电感，容易引起谐振。因此，在低频段，使用铁氧体磁珠后可能会增强干扰。在高频段，阻抗由电阻分量组成。随着频率的增加，磁芯的磁导率降低，导致电感和感抗分量的减少。然而，此时磁芯的损耗增加，电阻分量增加，导致总阻抗增加。高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收，以热能的形式耗散。
铁氧体抑制元件广泛应用于印刷电路板、电源线和数据线。如果在印制板的电源线入口加一个铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专门用于抑制信号线和电源线上的高频干扰和峰值干扰，同时还具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。
两种元素的数值与磁珠长度成正比，磁珠长度对抑制效果有明显影响，磁珠越长抑制效果越好。
磁珠的选择
1.磁珠的单位是欧姆，不是亨特，要特别注意。因为磁珠的单位是根据它在一定频率下产生的阻抗来标称的，所以阻抗的单位也是欧姆。一般磁珠的数据表会提供频率和阻抗的特性曲线，一般以100MHz为基准，比如1000R@100MHz，这就意味着磁珠的阻抗在100MHz时相当于600欧姆。
2.普通滤波器由无损耗的电抗元件组成，在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源，所以这种滤波器也叫反射滤波器。当反射滤波器的阻抗与信号源不匹配时，一些能量将被反射回信号源，这将增加干扰水平。为了解决这个问题，可以在滤波器的输入线上使用铁氧体磁环或磁珠套筒，利用磁环或磁珠对高频信号的涡流损耗，将高频分量转化为热损耗。所以磁环和磁珠实际上是吸收高频成分的，所以有时也叫吸收滤波器。
不同的铁氧体抑制元件具有不同的最佳抑制频率范围。一般来说，渗透率越高，抑制频率越低。另外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。体积不变时，细长形优于短粗形，较小
EMI吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时，通过它的电流与其体积成正比，两者之间的不平衡造成饱和，降低了元器件的性能；抑制共模干扰时，电源的两根导线(正负)同时通过一个磁环，有效信号为差模信号，EMI吸收磁环/磁珠对其没有影响，但对共模信号会表现出较大的电感。还有一种更好的磁环使用方法，就是让穿过磁环的导线反复缠绕几圈，以增加电感。根据其电磁干扰抑制原理，可以合理利用其抑制效果。
铁氧体抑制元件应安装在干扰源附近。对于输入/输出电路，应尽可能靠近屏蔽壳的进出口。对于铁氧体磁环和磁珠组成的吸收滤波器，除了使用高磁导率有损材料外，还应注意其应用。它们对电路中高频元件的电阻大约在十几到几百，所以它在高阻抗电路中的作用并不明显。相反，在低阻抗电路(如配电、电源或射频电路)中会非常有效。
磁珠和电感的区别
电感是储能元件，而磁珠是可以转换(消耗)的器件。电感多用于电源滤波电路，侧重抑制传导干扰；磁珠多用于信号电路，主要用于EMI。磁珠是用来吸收超高频信号的，比如一些射频电路，锁相环，振荡电路，含有超高频存储器的电路(DDR，SDRAM，RAMBUS等。).电感是一种储能元件，应用于LC振荡电路、中低频滤波电路等。其应用频率范围很少超过50MHz。
1.片式电感：电感元件和EMI滤波元件广泛应用于电子设备的PCB电路中。这些元件包括芯片电感和芯片磁珠。下面描述这两种器件的特性，并分析它们的一般应用和特殊应用。表面贴装元件的优点是封装尺寸小，能够满足实际空间的要求。除了阻抗值、载流量等物理特性相似外，通孔连接器和表面贴装器件的其他性能特性基本相同。需要贴片电感时，要求实现以下两个基本功能：电路谐振和扼流圈电抗。谐振电路包括谐振产生电路、振荡电路、时钟电路、脉冲电路、波形产生电路等。谐振电路还包括高q带通滤波器电路。为了使电路谐振，电路中必须同时存在电容和电感。电感两端都有寄生电容，这是由于器件两电极之间的铁氧体等效为容性介质造成的。在谐振电路中，电感必须具有高Q值、窄电感偏差和稳定的温度系数，以满足谐振电路的窄带和低频温漂的要求。高Q电路具有尖锐的共振峰。窄电感偏置确保谐振频率偏差尽可能小。稳定的温度系数确保谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准径向引出电感和轴向引出电感与贴片电感的区别只是封装不同。电感结构包括缠绕在介电材料(通常是氧化铝陶瓷材料)上的线圈，或者空心线圈和铁磁材料。在电源应用中，当用作扼流圈时，电感的主要参数是DC电阻(DCR)、额定电流和低Q值。用作滤波器时，需要宽带宽特性，因此不需要电感的高Q特性。低DCR可以保证最小的电压降，DCR定义为没有交流信号的元件的DC电阻。
2.芯片磁珠：芯片磁珠的作用主要是消除传输线结构(PCB)中存在的射频噪声。射频能量是叠加在DC传输能级上的交流正弦波分量，DC分量是需要的有用信号，而射频能量是沿线无用的电磁干扰和辐射(EMI)。为了消除这些不必要的信号能量，芯片磁珠被用作高频电阻(衰减器)，它允许DC信号通过并过滤交流信号。通常，高频信号在30MHz以上，然而，低频信号也会受到芯片磁珠的影响。片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成了具有高体积电阻率的单片结构。涡流损耗与铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗与信号频率的平方成正比。
磁珠参数
标称值：因为磁珠的单位是根据它在某一频率下产生的阻抗来标称的，所以阻抗的单位也是欧姆，一般以100MHz为单位，比如2012B601，就是说磁珠在100MHz时的阻抗是600欧姆。
额定电流：额定电流是指能保证电路正常工作的允许电流。
磁珠和电感在解决EMI和EMC方面有什么作用？首先，我们来看看磁珠和电感的区别。电感是闭环的属性，多用于电源滤波回路，磁珠主要用于信号回路，磁珠主要用于EMC对抗中抑制电磁辐射干扰，电感主要用于这方面抑制传导干扰。磁珠是用来吸收超高频信号的，比如一些射频电路，锁相环，振荡器电路，含有超高频存储器的电路(DDR SDRAM，RAMBUS等。)，这两种都需要在电源输入中加入磁珠，而这两种都可以用来处理EMC和EMI问题。
磁珠和电感在解决EMI和EMC方面有什么作用？首先，我们来看看磁珠和电感的区别。电感是闭环的属性，多用于电源滤波回路，磁珠主要用于信号回路，磁珠主要用于EMC对抗中抑制电磁辐射干扰，电感主要用于这方面抑制传导干扰。磁珠是用来吸收超高频信号的，比如一些射频电路，锁相环，振荡器电路，含有超高频存储器的电路(DDR SDRAM，RAMBUS等。)，这两种都需要在电源输入中加入磁珠，而这两种都可以用来处理EMC和EMI问题。
电磁干扰和电磁兼容电路中磁珠和电感的关键是抑制高频传导干扰信号，同时也要抑制电感。但原则上，磁珠可以等效为一个电感，也就是说还是有一些区别的。最大的区别是电感线圈有分布电容。因此，电感线圈相当于一个电感与一个分布电容并联。如图1所示。在图1中，LX是电感线圈的等效电感(理想电感)，RX是线圈的等效电阻，CX是电感的分布电容。
图1电感线圈等效电路图
理论上，要抑制传导的干扰信号，要求电感的电感越大越好。但是对于电感来说，电感越大，电感的分布电容就越大，两者的影响会相互抵消。
普通电感线圈阻抗与频率的关系。
图2是示出公共电感器的阻抗和频率之间的关系的曲线图。从图中可以看出，电感的阻抗最初随着频率的增加而增加，但当其阻抗增加到最大值时，阻抗随着频率的增加而迅速下降，这是由于并联分布电容的作用。阻抗增大到最大时，是电感线圈的分布电容和等效电感产生并联谐振的地方。在图中，L1，L2，L3，可以看出电感线圈的电感越大，其谐振频率越低。从图2可以看出，如果要抑制频率为1MHZ的干扰信号，L1比L3要好，因为L3的电感比L1小十倍，所以L3的成本比L1低很多。
如果我们想更进一步
馈通电感器的电感通常很小，从几微亨到几十微亨不等。电感与馈通电感器中导线的尺寸和长度以及磁珠的横截面积有关，但磁珠的相对磁导率Uy是最重要的一个。图3、图4分别是导丝和穿通电感的示意图。计算馈通电感时，应先计算圆形截面直线的电感。
图3圆形截面直导体的电感图
图4磁珠的穿透电感图
另外，当穿通电感的工作频率很高时，磁珠中会产生涡流，相当于穿通电感的磁导率降低。这时候我们一般用有效渗透率。有效磁导率是磁珠在一定工作频率下的相对磁导率。但由于磁珠的工作频率只是一个范围，实际应用中往往采用平均磁导率。
在低频时，磁珠的相对磁导率一般较大(大于100)，但在高频时，其有效磁导率仅为相对磁导率的几分之一甚至几十分之一。所以磁珠也有截止频率的问题。所谓截止频率，就是把磁珠的有效磁导率降低到工作频率fc接近1的时候。这时，磁珠已经失去了感应器的功能。一般磁珠的截止频率fc在30 ~ 30 ~ 300 MHz之间，与磁珠的材质有关。一般磁导率越高，截止频率fc越低，因为低频磁芯材料的涡流损耗比较大。用户在设计电路时，可以要求磁芯材料供应商提供磁芯工作频率和有效磁导率的测试数据，或者不同工作频率下的馈通电感曲线图。图5是馈通电感的频率图。
图5馈通电感的频率曲线
磁珠的另一个目的是做电磁屏蔽，电磁屏蔽效果比屏蔽线好，一般人不太重视。它的使用方法是让一对导线从磁珠中间穿过，这样当一个电流流过两根导线时，产生的磁场大部分会集中在磁珠中，磁场不会向外辐射；因为磁场会在磁珠中产生涡流，涡流产生的电场线方向正好与导体表面的电场线方向相反，可以相互抵消。所以磁珠对电场也有屏蔽作用，即磁珠对导体中的电磁场有很强的屏蔽作用。
使用磁珠进行电磁屏蔽的好处是磁珠不需要接地，可以避免屏蔽线接地的麻烦。使用磁珠作为电磁屏蔽，相当于为双导体在线路中连接了一个共模抑制电感，对共模干扰信号有很强的抑制作用。
从上面我们可以知道，磁珠和电感在EMC和EMI电路中都可以起到抑制的作用，主要是在抑制方面，电感在高频谐振后不能再起到电感的作用。首先要了解电磁干扰的两种方式，辐射和传导，不同的方式采用不同的抑制方法。前者使用磁珠，后者使用电感。我们还应该注意共模抑制电感和Y电容之间的连接位置。什么是共模抑制电感？就是把地线或者其他输入输出线串联起来。该电感称为共模抑制电感。共模抑制电感的一端连接到机器中的地线(公共端)，另一端连接到Y电容，Y电容的另一端接地。这是抑制传导干扰的最有效方法。
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