PCB原理图中的FB符号详解：磁珠的工作原理与应用
PCB原理图中的FB符号详解：磁珠的工作原理与应用
导读：在PCB原理图中，FB符号常常让人困惑。本文将为您详细解析FB符号的含义及其代表的电子元器件——磁珠。文章将从磁珠的工作原理、应用场景到选型要点进行全面阐述，帮助您更好地理解这一重要的电子元器件。
什么是磁珠？
磁珠是一种具有高电阻率和高磁导率的电子元器件，其等效电路为电阻和电感的串联组合。与普通电感相比，磁珠在高频时呈现阻性，能够在较宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而实现更好的调频滤波效果。
作为电源滤波元件，磁珠与电感在电路功能上原理相同，但频率特性不同。磁珠由氧磁体组成，而电感则由磁心和线圈组成。磁珠将交流信号转化为热能，而电感则将交流存储起来，缓慢释放。
磁珠的工作原理
磁珠的主要原料为铁氧体，这是一种具有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，其制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
在低频段，磁珠的阻抗主要由电感的感抗构成，此时磁芯的磁导率较高，电感量较大。然而，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感量减小，但磁芯的损耗增加，电阻成分增加，使得总的阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。
磁珠的应用场景
磁珠广泛应用于电源电路、数字电路、信号电缆等场景的高频噪声滤除。特别是在数字电路中，由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波，也是电路高频辐射的主要根源，因此磁珠在此类场合发挥着重要作用。
磁珠的选型要点
磁珠的单位是欧姆，而不是亨特。磁珠的DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，例如1000R@100MHz表示在100MHz频率时磁珠的阻抗相当于600欧姆。
铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路，应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。
不同的铁氧体抑制元件有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。
在有直流或交流偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题。抑制元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流越大。
磁珠的型号解读
以常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例：
- HH：系列标识，主要用于电源滤波，信号线用HB系列
- 1：组件封装数量，1表示一个磁珠，4表示并排封装四个
- H：材料类型，H、C、M适用于中频（50-200MHz），T适用于低频（50MHz），S适用于高频（200MHz）
- 3216：封装尺寸，长3.2mm，宽1.6mm，即1206封装
- 500：阻抗（一般为100MHz时），50ohm
其主要参数包括：
- 阻抗[Z]@100MHz (ohm)：典型值50，最小值37
- 直流电阻DC Resistance (m ohm)：最大值20
- 额定电流Rated Current (mA)：2500
总结
磁珠作为一种重要的高频滤波元件，在现代电子设备中扮演着不可或缺的角色。通过合理选择和使用磁珠，可以有效抑制电路中的高频噪声，提高电路的稳定性和可靠性。