磁环与共模扼流圈

1，定义
磁环是电子电路中常用的抗干扰元件，有一定的阻抗特性，对于高频噪声有很好的抑制作用，并有防辐射功能。一般使用铁氧体材料（Mn－Zn）制成，故称做铁氧体磁环，又称吸收磁环，简称磁环。它是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用，一般使用铁氧体材料（Mn－Zn）制成。

2，分类和材料
铁氧体磁环主要包括镍锌铁氧体磁环和锰锌铁氧体磁环，这2类磁环对使用不同频率有着严格区分。
另外，根据不同厂家生产的型号区分，可有很多中型号，具体在应用中有不同的方向。
具体可参考有些厂家的数据手册中，有线缆扁平式、夹扣式、圆形等不同的类型。


3，磁环的作用与原理
磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性，一般在低频时阻抗很小，当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。
大家都知道，信号频率越高，越容易辐射出去，而一般的信号线都是没有屏蔽层的，那么这些信号线就成了很好的天线，接收周围环境中各种杂乱的高频信号，而这些信号叠加在本来传输的信号上，甚至会改变原来传输的有用信号。那么在磁环作用下，使正常有用的信号很好的通过，又能很好的抑制高频干扰信号的通过，而且成本低廉。

将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈，根据需要，也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多，对频率较低的干扰抑制效果越好，而对频率较高的噪声抑制作用较弱。在实际工程中，要根据干扰电流的频率特点来调整磁环的匝数。通常当干扰信号的频带较宽时，可在电缆上套两个磁环，每个磁环绕不同的匝数，这样可以同时抑制高频干扰和低频干扰。从共模扼流圈作用的机理上看，其阻抗越大，对干扰抑制效果越明显。而共模扼流圈的阻抗来自共模电感Lcm=jwLcm，从公式中不难看出，对于一定频率的噪声，磁环的电感越大越好。但实际情况并非如此，因为实际的磁环上还有寄生电容，它的存在方式是与电感并联。当遇到高频干扰信号时，电容的容抗较小，将磁环的电感短路，从而使共模扼流圈失去作用。

4，磁环的指标
主要有：磁导率(磁材)、单匝感量、Q值、功耗、综合因子、居里温度

磁环的检验方法
1 磁环外观可在正常光照条件下用目测法检查。
2 磁环的外形尺寸用精度为0.02mm的游标卡尺在正常光照条件下进行检验。
3 磁环的综合因子用“CF-3A型磁环分选仪”测量，激励电流设定为2.5A，频率40KHz。
4 磁环的4圈电感量用“YD2810D型LCR数字电桥”在1 KHz频率下进行测量。
5 磁环的感生电动势用“UI100型高频功率源”和“UI9720磁性材料动态分析系统”在规定条件下,进行测量。
6 磁环居里点用“YD2810D型LCR数字电桥”和精密烘箱进行测量。

5,与类似的概念：共模扼流圈等的区别
共模扼流圈：
也叫共模电感(Common mode Choke)，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。
理想的共模扼流圈对L（或N）与E 之间的共模干扰具有抑制作用，而对L 与N 之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但共模扼流圈际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用。


磁珠：
专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDRSDRAM，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。磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。
磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。这种材料的特点是高频损耗非常大，具有很高的导磁率，他可以使电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。它的等效电路为由电感L和电阻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。 磁珠在低频段，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。
磁珠参数主要包括：初始磁通量(U值) 居里温度 工作频率
一. 磁通量
高U的磁饱合度低，即磁珠在低频能够承受最大的电流越大，感抗随电流变化而呈容抗。磁珠发热也就是讲磁芯损耗太大，把功率转化为热能，而没有转化为磁能，把能量消耗掉了。通常镍材磁芯带宽，Q值与U之间有一个平衡关系，U值越高Q值就越低，反之亦是。U值低频工作困难，但损耗小，U值高低频工作较易，但磁芯损耗太大，功率损耗也大，基本上难于连续工作。使用U值400的磁环应该可以大幅降低磁损耗。虽然电感量低了些，但可以增加绕线圈数来解决。以1:4变压器为例子，1圈的初级改成两圈；2圈的次级改为4圈。这样绕线总长度要增加一倍，最高传输频率也要相应降低。
二.居里温度
一般磁环居里温度110℃，达到这一温度以后立刻失去磁性，有如空气介质一般；恢复室温以后，磁性能发生了永久性改变，磁导率降低了10%。
在功率放大器的输出变压器上应用的磁性材料如果工作温度超过了居里温度，须臾之间就可以烧毁输出功率管。
输出功率开始下降的那一点就作为该磁环的温度极限。
从过往的实验结果看，55度时，那些EMI磁环还没有出现输出功率下降的情况。
三.工作频率
每种磁芯的材料决定了它最佳的工作频率，因此必须根据具体的频率来选择磁芯的材料。低工作频率的磁环强行工作在高频率下，会有很大的损耗和发热，当磁环发热超过居里温度时，电气性能发生突变，也就不能正常工作了。
总上所述，要选对磁环，并不是看外型或体积就可以的，必须要了解它的实际参数，否则在出现问题时，如驻波高、频宽太窄、磁环严重发热或烧坏等，都不知道原因出自何处。
铁氧体磁珠磁导率的测算：
1、测量磁珠的外径D，内径d，环的高度H，单位mm。
2、用漆包线穿绕10~20圈，绕紧点，不要太松，测量其电感量L，单位为uH，电感量大点测算误差小，电感量小测算误差就会大，请根据实际需要确定穿绕的圈数N。
3、将以上数据代入下式计算出大约的磁导率u0
u0=2500*L*(D+d)/((D-d)*H*N*N)
例如：13X7X5的磁环，绕20圈，测得电感量23uH，代入上式计算
u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=1150000/12000=95.8
测算结果与磁导率100的规格最接近，确定该磁环的u0是100，注意一般u0标称误差有+-10%。
对于没有参数的磁珠可以首先根据外观特征初步判断是哪种材料，再测算磁导率，就可以确定该磁珠的主要规格了。

电感是储能元件，而磁珠是能量转换（消耗）器件。电感多用于电源滤波回路，侧重于抑止传导性干扰；磁珠多用于信号回路，主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号，象一些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，而电感是一种储能元件，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。