阿提拉 冲击骑兵:常见软磁器件介绍(Soft magnetic components)

常用软磁元器件

1. 变压器：

所谓变压器，就是利用电磁感应实现交流电压变换的器件。变压器的原理已经在“电磁感应”中说明。因为变压器的铁芯处于不断变化的电磁场中，铁芯材料的磁化强度和磁感应强度也是不断改变的。这就自然要求铁芯材料对这种变化的阻力小，变化足够灵敏。所以，几乎对所有的变压器铁芯，都要求导磁率高。同时，交变的电磁场必然会在铁芯中产生能量损耗（例如涡流），所有还要求材料的铁损低，以降低铁芯的温升，提高变压器效率。

变压器的形式和品种繁多。在不同的场合，变压器的工作方式大不相同，所以对变压器铁芯的具体要求也存在很大差别。

低频变压器：工作频率较低（例如低于1KHz）一般地，工作点较低时电流和电压都是正弦波。由于频率低，铁芯损耗不大，所以铁芯的工作磁感可以设计得比较高。因此这时需要高饱和磁感的软磁材料作铁芯，例如硅钢。硅钢片作为配电变压器铁芯时，工作磁感可以达到1.4T以上。铁基非晶合金作为变压器铁芯时，工作点可以达到1.3T。为了提高变压器效率，要求铁芯材料的铁损低，同时要求材料导磁率高，以减小初级线圈的激磁电流，降低因线圈电阻带来的损耗（称为铜损）。

高频变压器：随着技术的进步，高频电源已经大量应用。之所以发展高频电源，是因为传统的工频电源效率不高。从电磁感应原理不难推出，变压器铁芯所能够传输的功率与磁通变化的频率成正比。因此，如果提高变压器的工作频率，那么变压器铁芯的体积便可以大幅度缩小，重量减轻，并且提高电源的效率，降低各种损耗。所以，自从七十年代以来，高频电源的发展非常迅猛。但另一方面，工作频率的提高会导致变压器铁芯铁损的急剧增大。要解决这个问题，一是降低铁芯的工作磁感，二是采用更好的软磁材料。通常，高频变压器铁芯不能再使用硅钢片，而是要用损耗更小的铁镍合金（坡莫合金）、铁氧体或者非晶合金。

2. 滤波电感、扼流圈及电抗器：

在稳压电源和开关电源中，为了消除晶体管整流产生的巨大纹波、得到平滑的直流输出而使用的器件。我们知道，电感就是一个通交流电的螺线管线圈（可以含有铁芯）。由于线圈在通电的瞬间会产生感应电压，而该感应电压的反向是反抗所通电流形成的磁通，因此电感器件对变化的电流存在一种阻碍作用，使其不能通过，这称为感抗。所通信号变化越快，感抗就越大，因此电感器件的特点是信号的频率越高，器件对该信号的阻碍就越强。如果对电感通上一个直流信号，那么器件对信号没有阻碍。电感器件对交流电的阻碍作用使用在电源上，安装在整流后的电路中，可以挡住交流信号，而让直流信号通过，仿佛是把交流信号过滤掉了。所以，电感（或者电感和其它元器件的组合）又称为滤波器。

因为电感铁芯工作在交直流叠加状态，所以铁芯不但要承受交流信号的磁化，而且还有直流电流的磁化（称为偏磁）。这时，铁芯既要有较高的导磁率，用来产生电感量，以阻止交流信号的通过，又要防止因直流信号的偏磁导致铁芯被磁化到饱和。为了做到这一点，经常采用的手段是把铁芯切口，这样可以使铁芯在较大直流电流磁化时不饱和。另外就是采用粉末做的铁芯。粉末铁芯一般是用软磁材料的粉末和粘接剂、绝缘剂压制成的。由于粉末颗粒之间被粘接剂和绝缘剂隔离开来，铁芯虽然被压制成了一个整体，但实际上磁路是断开的，就好象在铁芯的磁路上开了许多小小的切口，这样也就防止了铁芯被磁化饱和

电感和磁珠有什么联系与区别？

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，磁珠多用于信号回路，用于EMC对策

 磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理EMC、EMI问题。

 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（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错50MHZ。

 地的连接一般用电感，电源的连接也用电感，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啊？而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了……

先必需明白EMI的两个途径，即：辐射和传导，不同的途径采用不同的抑制方法。前者用磁珠，后者用电感。

 对于扳子的IO部分，是不是基于EMC的目的可以用电感将IO部分和扳子的地进行隔离，比如将USB的地和扳子的地用10uH的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平面？

 电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。

 在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。数字地和模拟地之间的磁珠用多大

 磁珠的大小（确切的说应该是磁珠的特性曲线）

取决于你需要磁珠吸收的干扰波的频率

 为什么磁珠的单位和电阻是一样的呢？？都是欧姆！！

 磁珠就是阻高频嘛，对直流电阻低，对高频电阻高，不就好理解了吗，

比如1000R@100Mhz就是说对100M频率的信号有1000欧姆的电阻

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datasheet上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图。一般以100MHz为标准，比如2012B601，就是指在100MHz的时候磁珠的Impedance为600欧姆。

在很多产品中，交换机的两个地用电容连接起来，为什么不用电感？    你说的两个地，其中一个是不是机壳的？

我估计（以下全部估计，有错请指点）

如果用磁珠或者直接相连的话，

人体静电等意外电平会轻易进入交换机的地，

这样交换机工作就不正常了。

但如果它们之间断开，那么遭受雷击或者其他高压的时候，两个地之间的电火花引起起火……

加电容则避免这种情况。

交换机的地，是通过两个地之间的之间的电容去消除谐波。就像高阻抗的变压器一样，他附加了一个消除谐波的通路！

铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是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。铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下，他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上，铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。

线圈，磁珠

有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈，少于一匝（导线直通磁环）的线圈习惯称之为磁珠。用途由起所需电感量决定。

作为电源滤波，可以使用电感。

磁珠的电路符号就是电感

 但是型号上可以看出使用的是磁珠

在电路功能上，磁珠和电感是原理相同的，只是频率特性不同罢了