磁性材料在電路設(shè)計(jì)中有什么作用

常見磁性材料分類

常見磁性材料一般可分為三類：金屬磁粉芯、軟磁鐵氧體磁芯、

非晶納米晶合金磁芯。

磁性材料分類

是一種均勻分布?xì)庀兜慕饘佘洿挪牧?。由于具有相對較高的飽和磁通密度，較好的溫度穩(wěn)定性和機(jī)械沖擊適應(yīng)性，金屬磁粉芯材料是制造電感類器件較為理想的材料。

金屬磁粉芯有細(xì)分為：

1.鐵粉心（包括羰基鐵）

鐵粉磁心：被廣泛應(yīng)用于直流輸出扼流、不同模式輸入扼流、功率因數(shù)校正電感、連續(xù)模式反饋電感、減光線圈扼流及其他發(fā)射、射頻干擾設(shè)備。

羰基鐵磁粉心：具有許多優(yōu)異的磁性能、高頻高Q、高飽和磁通密度和高可靠性能。主要用于50kHz到500MHz的范圍內(nèi)保持高Q值的感性器件，在無線電和許多通訊領(lǐng)域中被廣泛使用。

2.高磁通粉心高磁通粉心：具有優(yōu)異的磁磁性能，功率損耗小，磁通密度高，在-55C~+125C溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，具有耐溫、耐濕、抗振等高可靠性；同時(shí)，60~160的寬磁導(dǎo)率范圍可供選擇。是開關(guān)電源輸出扼流圈、PFC電感及諧振電感的最佳選擇，具有高的飽和磁通密度(15000高斯)，特別適合在對功率密度要求高的場合工作。

鐵硅鋁粉心：具有優(yōu)異的磁磁性能，功率損耗小，磁通密度高，在-55C~+125C溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，具有耐溫、耐濕、抗振等高可靠性；同時(shí)，60~160的寬磁導(dǎo)率范圍可供選擇。是開關(guān)電源輸出扼流圈、PFC電感及諧振電感的最佳選擇，具有較好的性能價(jià)格比。

鐵鎳鉬粉心：具有優(yōu)異的磁磁性能，功率損耗小，磁通密度高，在-55C~+125C溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，具有耐溫、耐濕、抗振等高可靠性；同時(shí)，60~160的寬磁導(dǎo)率范圍可供選擇。是開關(guān)電源輸出扼流圈、PFC電感及諧振電感的最佳選擇，具有較小的功率損耗、穩(wěn)定的溫度性能。

軟磁鐵氧體磁芯：由鎳鋅、錳鋅材料制成，應(yīng)用于高頻電感、變壓器、濾波器等，是無線電中最常用的材料。

非晶納米晶合金磁芯：具有高敏感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率、低鐵磁損耗和高頻特性好等優(yōu)點(diǎn)，比鐵氧體、硅鋼和坡莫合金等常規(guī)軟磁材料具有更高的性能價(jià)格比，廣泛用于現(xiàn)代通訊、電力電子，電磁兼容，傳感器等高新產(chǎn)業(yè)以及各種工業(yè)磁器件的更新?lián)Q代，特別適用于電感和變壓器產(chǎn)品的小型化、高頻化和高效化設(shè)計(jì)。

常見磁性材料識別

常見磁材可以依據(jù)其表面的涂封顏色或特征來快速識別：

磁性材料識別

鐵粉心有三種分別涂漆顏色為：（黃/白），（藍(lán)/黃）或（綠/藍(lán)），（灰/黃）羰基鐵涂漆顏色為：（全黃）或（藍(lán)/白）高磁通涂漆顏色為：（全藍(lán)）鐵鎳鉬涂漆顏色為：（全灰），（清漆）鐵硅鋁涂漆顏色為：（全黑）鎳鋅鐵氧體不涂漆的表面粗糙，容易掉粉，顏色發(fā)灰錳鋅鐵氧體不涂漆的表面較平滑，不易掉粉，顏色深非晶納米晶合金多涂有全紅，全藍(lán)，全白等顏色，與上述涂封有明顯區(qū)別。

鐵氧體磁環(huán)磁導(dǎo)率的測算：

1.測量磁環(huán)的外徑D，內(nèi)徑d，環(huán)的高度H，單位mm。

2.用漆包線穿繞10~20圈，繞緊點(diǎn)，不要太松，測量其電感量L，單位為uH，電感量大點(diǎn)測算誤差小，電感量小測算誤差就會(huì)大，請根據(jù)實(shí)際需要確定穿繞的圈數(shù)N。

2.將以上數(shù)據(jù)代入下式計(jì)算出大約的磁導(dǎo)率u0u0=2500*L*(D+d)/((D-d)*H*N*N)例如：13X7X5的磁環(huán)，繞20圈，測得電感量23uH，代入上式計(jì)算u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=1150000/12000=95.8測算結(jié)果與磁導(dǎo)率100的規(guī)格最接近，確定該磁環(huán)的u0是100，注意一般u0標(biāo)稱誤差有+ -10%。對于沒有參數(shù)的磁環(huán)可以首先根據(jù)外觀特征初步判斷是哪種材料，再測算磁導(dǎo)率，就可以確定該磁環(huán)的主要規(guī)格了。

磁性材料作用

1.有一匝以上的線圈習(xí)慣稱為電感線圈,少于一匝（導(dǎo)線直通磁環(huán)）的線圈習(xí)慣稱之為磁珠；

2.電感是儲(chǔ)能元件,而磁珠是能量轉(zhuǎn)換（消耗）器件；

3.電感多用于電源濾波回路,磁珠多用于信號回路,用于EMC對策；

4.磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾,而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾.兩者都可用于處理EMC、EMI問題；

5.電感一般用于電路的匹配和信號質(zhì)量的控制上.在模擬地和數(shù)字地結(jié)合的地方用磁珠；

6.磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率，他等效于電阻和電感串聯(lián)，但電阻值和電感值都隨頻率變化。他比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時(shí)呈現(xiàn)阻性，所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高調(diào)頻濾波效果；作為電源濾波，可以使用電感。磁珠的電路符號就是電感但是型號上可以看出使用的是磁珠在電路功能上，磁珠和電感是原理相同的，只是頻率特性不同罷了；

7.磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成，磁珠把交流信號轉(zhuǎn)化為熱能，電感把交流存儲(chǔ)起來，緩慢的釋放出去；

8.磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用，一般規(guī)格有100歐/100mMHZ ,它在低頻時(shí)電阻比電感小得多；

9.鐵氧體磁珠(Ferrite Bead) 是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾組件，廉價(jià)、易用，濾除高頻噪聲效果顯著；

10.在電路中只要導(dǎo)線穿過它即可（我用的都是象普通電阻模樣的，導(dǎo)線已穿過并膠合，也有表面貼裝的形式，但很少見到賣的）。當(dāng)導(dǎo)線中電流穿過時(shí)，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(huì)產(chǎn)生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā)，其等效電路為一個(gè)電感和一個(gè)電阻串聯(lián)，兩個(gè)組件的值都與磁珠的長度成比例。磁珠種類很多，制造商應(yīng)提供技術(shù)指標(biāo)說明，特別是磁珠的阻抗與頻率關(guān)系的曲線；

11.有的磁珠上有多個(gè)孔洞，用導(dǎo)線穿過可增加組件阻抗（穿過磁珠次數(shù)的平方），不過在高頻時(shí)所增加的抑制噪聲能力不可能如預(yù)期的多，而用多串聯(lián)幾個(gè)磁珠的辦法會(huì)好些；鐵氧體是磁性材料，會(huì)因通過電流過大而產(chǎn)生磁飽和，導(dǎo)磁率急劇下降。大電流濾波應(yīng)采用結(jié)構(gòu)上專門設(shè)計(jì)的磁珠，還要注意其散熱措施；

12.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(yīng)用于其它電路，其體積可以做得很小。特別是在數(shù)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(fā)揮磁珠的作用；