20181112---磁性材料，在电路设计中有哪些作用？
电磁兼容EMC
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常见磁性材料分类
常见的磁性材料一般可分为三类：金属磁粉芯、软磁铁氧体磁芯、
非晶纳米晶合金磁芯。
磁性材料分类
它是一种气隙分布均匀的金属软磁材料。 金属磁粉芯材料由于具有较高的饱和磁通密度、良好的温度稳定性和机械冲击适应性，是制造电感器件的理想材料。
金属磁粉芯细分为：
1、铁粉芯（含羰基铁）
铁粉芯：广泛应用于直流输出扼流圈、异模输入扼流圈、功率因数校正电感、连续模式反馈电感、调光线圈扼流圈等发射和射频干扰设备。
羰基铁磁粉芯：具有许多优良的磁性能、高频高Q值、高饱和磁通密度和高可靠性能。 主要用于在50kHz至50kHz范围内保持高Q值的电感器件，广泛应用于无线电和许多通信领域。
2.高磁通粉芯
高磁通磁粉芯：具有优良的磁性能、低功率损耗、高磁通密度。 在-55℃~+125℃温度范围内使用时，具有耐温、防潮、抗振动等高可靠性； 同时，可提供60~160的宽磁导率范围。 是开关电源输出扼流圈、PFC电感、谐振电感的最佳选择。 具有高饱和磁通密度（15000高斯），特别适合工作在功率密度要求高的场合。
铁硅铝粉芯：在-55℃~+125℃温度范围内使用时，具有优良的磁性能、低功率损耗、高磁通密度、耐温、耐湿、耐振动等高可靠性； 同时，可提供60~160的宽磁导率范围。 是开关电源输出扼流圈、PFC电感、谐振电感的最佳选择，具有良好的性价比。
铁镍钼粉芯：具有优良的磁性能、低功率损耗、高磁通密度。 在-55℃~+125℃温度范围内使用时，具有耐温、防潮、抗振动等高可靠性； 同时，可提供60~160的宽磁导率范围。 是开关电源输出扼流圈、PFC电感、谐振电感的最佳选择，功率损耗小，温度性能稳定。
软磁铁氧体磁芯：
由镍锌和锰锌材料制成，用于高频电感器、变压器、滤波器等，是收音机中最常用的材料。
非晶纳米晶合金磁芯：具有灵敏度高、导磁率高、铁磁损耗低、高频特性好等优点。 它比铁氧体、硅钢、坡莫合金等传统软磁材料具有更高的电阻。 其性价比广泛应用于现代通信、电力电子、电磁兼容、传感器等高科技行业以及各种工业磁性器件的升级换代。 特别适合电感器、变压器的小型化、高频化、高效率设计。
常见磁性材料识别
常见的磁性材料可以根据其涂层颜色或表面特征来快速识别：
磁性材料识别
铁粉芯有三种不同的涂漆颜色：（黄/白）、（蓝/黄）或（绿/蓝）、（灰/黄）
羰基铁漆颜色为：（全黄）或（蓝/白）
高磁通漆颜色为：（全蓝色）
铁镍钼漆颜色有：（全灰）、（清漆）
铁硅铝漆颜色为：（全黑）
未涂漆的镍锌铁氧体表面粗糙，易掉粉，颜色变灰。
未涂漆的锰锌铁氧体表面较光滑，不易脱落，颜色较深。
非晶纳米晶合金常被涂成全红、全蓝、全白等颜色，与上述涂层有明显区别。
铁氧体磁环磁导率的计算：
1. 测量磁环的外径D、内径d、环高H，单位为mm。
2、将漆包线绕10～20圈。 将其缠绕紧密，不要太松。 测量电感L。单位为uH。 电感越大，测量误差越小。 电感越小，测量误差越大。 请根据实际需要。 确定匝数N。
2、将以上数据代入下式，计算出近似磁导率u0
u0=2500*L*(D+d)/((Dd)*H*N*N) 例如：磁环绕20圈，测得电感为23uH。 代入上述公式即可计算
u0=2500*23*(13+7)/((13-7)*5*20*20)=/12000=95.8 测量结果最接近导磁率100的规格。确定此u0磁环为100，注意一般u0的标称误差为+-10%。
对于没有参数的磁环，可以先根据外观特征判断它是什么材质，然后测量导磁率来确定磁环的主要规格。
磁性材料效应
1、一匝以上的线圈通常称为电感线圈，一匝以下的线圈（导线直接穿过磁环）通常称为磁珠；
2、电感器是储能元件，而磁珠是能量转换（消耗）器件；
3、电感器多用于电源滤波电路，磁珠多用于信号电路，用于EMC对策；
4、磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，而电感则侧重于抑制传导干扰。 两者都可以用来处理EMC和EMI问题；
5、电感器一般用于电路匹配和信号质量控制。 磁珠用于模拟地和数字地结合的地方；
6、磁珠具有很高的电阻率和磁导率，相当于一个串联的电阻和电感，但电阻和电感值随频率而变化。 比普通电感具有更好的高频滤波特性。 高频时呈阻性，因此可以在相当宽的频率范围内保持高阻抗，从而提高调频滤波效果；
作为电源滤波，可以使用电感器。 磁珠的电路符号是电感，但从模型上可以看出使用了磁珠。 从电路功能上来说，磁珠和电感的原理相同，但频率特性不同；
7、磁珠由氧磁铁组成，电感由磁芯和线圈组成。 磁珠将交流信号转化为热能，电感将交流信号存储起来并缓慢释放；
8、磁珠对高频信号有较大的阻碍作用。 一般规格为100欧姆/。 低频时其电阻远小于电感；
9、铁氧体磁珠（Bead）是目前发展较快的一种抗干扰元件。 价格便宜，使用方便，滤除高频噪声效果显着；
10、电路中只要有导线穿过即可（我用的和普通电阻一样，导线已经穿过并粘好，也有表面贴装的形式，但很少有卖）。 当电流通过导线时，铁氧体对低频电流的阻力很小，但对高频电流有较大的衰减作用。 高频电流在其中以热量的形式耗散，其等效电路是串联的电感器和电阻器，两个元件的值与磁珠的长度成正比。 磁珠的种类较多，生产厂家应提供技术规格书，特别是磁珠的阻抗与频率关系曲线；
11. 有些磁珠有多个孔。 将导线穿过它们可以增加元件阻抗（磁珠穿过次数的平方）。 但在高频下增加的噪声抑制能力并不能达到预期的那么多，并且使用串联更多的磁珠会更好；
铁氧体是磁性材料，电流过大会造成磁饱和，导磁率急剧下降。 大电流滤波应采用专门设计的磁珠，并应注意其散热措施；
12、铁氧体磁珠不仅可以用于电源电路中滤除高频噪声（可用于直流和交流输出），还可以广泛用于其他电路，而且其尺寸可以做得很小。 特别是在数字电路中，由于脉冲信号中含有高频谐波，这也是电路中高频辐射的主要来源，在这种情况下磁珠就可以发挥作用；