磁珠与0Ω电阻的区别与应用详解:原理、特性及EMC实战技巧
有个小器件,可以和0Ω电阻一样用,也可以把它当成电感。你们能猜出来,是什么吗?
对,是磁珠。今天就来跟大家讲讲磁珠。
为了容易理解,我们通过磁珠和0欧姆的对比来展开。
第一点:外形
先看一下磁珠和0Ω长什么模样,从下图上面,可以非常清楚的看到。磁珠和0Ω电阻虽然都同为贴片元件,但0Ω电阻上面是有非常清晰的标识的,和普通贴片电阻没有区别。而磁珠没有任何显著的标识。

第二点:原理图符号
从原理图符号上来看, R作为0Ω电阻的元件符号是没有任何疑问的,而磁珠,设计的时候就不统一了,有人用fb,有人用L,用L可能是会把它当做一个电感。它和电感的区别,下面再介绍。

第三点:内部构成
看了磁珠和0Ω具体的模样,原理图设计中的符号。接下来就来看一下,他们到底是什么东西了,这是他们的第三点区别。
对于0Ω电阻而言,顾名思义就是一个阻性元件,纯粹的电阻。当然由于生产误差、精度等原因,它存在一个极小的阻值,并不是真正意义上的0Ω。

而磁珠就相对复杂了。简单浅显的来说,我们可以把它看作是一个电感,这也是为什么可以在原理图设计中用l来代表磁珠的原因。但磁珠的特性和参数标注,又和我们平常使用的电感是完全不一样的。
下图是磁珠的参数图,这里有两个非常重要的参数:频率和电阻值。这两个参数代表的是磁珠在这个频率下所拥有的电阻值。一般来说都会比较大,上百欧,有些甚至达到上千欧,但是它们的直流电阻值又比较小,往往是0.0几欧。

厂商对于这样参数的标注,由材料特性所决定的。一般磁珠由铁氧体构成,铁氧体材料的特点就是导磁率高,可以让线圈绕组在高频的特性下,电容值非常的小。铁氧体材料通常在高频以下应用,因为在高频的时候,阻抗会比较的大。

铁氧体磁珠的等效电路模型,可以等效为一个电感和一个电阻的并联。在低频的时候电阻被电感短路,电感上的损耗较小;而在高频的时候,由于磁珠高频时候的阻抗其实是随频率变化的,电感上的阻抗会非常大,迫使电流经过电阻,这样的话,会在电阻上产生热量功率上的损耗,这个损耗由于电阻特性会变为热量耗散出去,这样就会产生了一个能量的转化,所以从上面的叙述中我们可以看出来,磁珠和我们平常所用的电感最大的区别在于能量的转换形式。

磁珠是耗能元件,电感是储能原件。无论是我们在平常的各种功率变换器,DDC中所用的功率电感,还是在信号的调理变化中所谐振电路所用的电感来讲,进行的是电场能到磁场的转换,或者将磁场能再转化为电场能。而对于磁珠来讲,本质是将电能转化为热能,耗散掉了。
第四点:使用方法
知道了他们的组成区别,接下来就来看一看,这两个元件在具体的用法上会有什么区别、
0Ω电阻的用法非常多:

而对于磁珠来说,磁珠的主要作用是抗干扰和EMC的一些应用。磁珠可以用来吸收高频的噪声和尖峰干扰。这是磁珠的参数曲线,可以看出在大约100兆赫兹的频段上,磁珠的阻抗z最大,这就说明对此频段的信号吸收比较好,因为信号经过时电阻发热,将能量都转化为热能散发出去了。
根据p等于I方R,我们可以推出结论,这个频段的信号能量大幅衰减,对后期的影响也会大幅降低,从而达到滤波的目的,如果阻抗最大时的频段正好是干扰信号的频段,从而就能达到抗干扰的目的。
前面说了,在直流的时候,磁珠的电阻值比较小,往往是0.0几欧。所以磁珠的另外一个用法,就是可以用于单点接地的。0Ω也可以用于单点接地,磁珠也可以,那么接地的时候,应该选择哪个呢?