磁環是一塊環狀的導磁體，是用于抑制電磁干擾的磁性元件，常用于各種電子設備中。它通常是由鐵氧體、釹鐵硼等磁性材料制成，具有高磁導率、高飽和磁通密度、低成本等優點。

圖1：常用磁環

1.1、磁環的工作原理

磁環能量傳遞的原理

磁環的工作原理可以從電磁感應和電磁能量傳遞兩個方面來解釋。首先，當通過磁環的線圈中通入電流時，會在磁環周圍產生一個磁場，磁場的大小和方向由安培環路定理來決定，即磁場的大小與線圈中的電流成正比。當通過磁環線圈中的電流發生變化時，磁場也會隨之變化，根據法拉第電磁感應定律，磁場的變化會在磁環中產生感應電動勢，這個感應電動勢的大小由磁場變化的速率決定，即磁場變化越快，感應電動勢越大。磁環的工作原理是通過磁場的變化和磁場與電流之間的相互作用，來實現電磁感應和能量傳遞。它在電子領域中具有重要的應用價值。磁環抑制噪聲的原理磁環在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一般在低頻時阻抗很小，當信號頻率升高時磁環阻抗很大，使得高頻噪聲干擾的能量在穿過磁性材料時，轉換成熱量散發出去，從而阻礙高頻噪聲干擾的傳遞。    

1.2、磁環的電路等效模型

圖2：磁環的電路等效模型

其中R為導線損耗的等效電阻、L為磁環的實際電感值，C是磁環繞線之間的等效電容，磁環繞線后的電路等效模型類似電感。

1.3、磁環的阻抗頻率曲線

圖3：磁環的阻抗曲線

磁環在未飽和的情況下，隨著頻率升高，其對應的阻抗越高，當頻率超過諧振點時，阻抗會呈現下降趨勢。

1.4、磁環的磁芯

磁環是由磁芯+塑料外殼或者絕緣漆組成的。磁芯是為增加電磁體的磁感應強度，塑料外殼或絕緣磁漆是保護磁芯、防潮、增強絕緣。磁環按使用的磁芯分類主要有鐵氧體磁環、鐵粉芯磁環、鐵硅鋁磁環、非晶磁環。

鐵氧體磁環

圖4：鐵氧體磁環

鐵氧體是一種利用高導磁性材料滲合其它一種或多種鎂、鋅、鎳等金屬在2000℃高溫燒聚而成。在低頻段，磁芯呈現出非常低的感性阻抗值，不會影響數據線或信號線上有用信號的傳輸。而在高頻段，從10MHz左右開始，阻抗增大，其感抗成分仍保持很小，電阻分量卻迅速增加，構成低通濾波器。鐵氧體磁環主要包括鎳鋅鐵氧體和錳鋅鐵氧體磁環，按磁導率分低導磁環、高導磁環。錳鋅鐵氧體磁環材料的磁導率一般在1000以上，被稱為高導磁環。錳鋅鐵氧體磁環，磁導率很大，通常用來繞制共模電感，抑制電源端口低頻共模傳導干擾。    

圖5：錳鋅鐵氧體共模電感

鎳鋅鐵氧體磁導率在100-1000之間，被稱為低導磁環。一般用于電源線、HDMI線材、USB線材等各種線材。

圖6：鎳鋅鐵氧體磁環及應用

鐵粉芯磁環

鐵粉芯磁環是由碳基鐵磁粉及樹脂碳基鐵磁粉構成，磁導率很低。磁粉和絕緣材料之間有氣隙，一般磁導率在20-100之間。正因為鐵粉芯磁環磁導率很低，在差模大電流情況下不容易飽和，所以常使用鐵粉芯磁環繞制差模電感。鐵粉芯環用兩色來區分材質，常用有-2（線/透明）、-8（黃/紅）、-18（綠/紅）、-26（黃/白）及-52（綠藍）。鐵粉芯濾波頻段很低，主要用于抑制電源線傳導差模干擾。    

圖7：鐵粉芯磁環及應用

鐵硅鋁磁環

鐵硅鋁磁環是使用率較高的磁環之一，鐵硅鋁是由鋁、硅、鐵組成，擁有相當高的BMAX(是在磁芯截面積上的平均最大磁通密度)，它的磁芯損耗遠低于鐵粉芯，高磁通、低磁滯伸縮（低噪音），是低成本的儲能材料、無熱老化，可以用于替代鐵粉芯，在高溫下性能非常穩定。鐵硅鋁最主要的特點是比鐵粉芯損耗低，具有良好的DC偏流特性，價格介于鐵粉芯與鐵鎳之間。鐵硅鋁磁粉芯具有優異的磁性能、功耗小、磁通密度高、具有耐高溫、耐濕、抗振等高可靠性。寬磁導率范圍可供選擇，是開關電源輸出共模電感、PFC電感、諧振電感的最佳選擇，具有較高的性價比，鐵硅鋁一般是全黑。    

圖8：鐵硅鋁磁環及應用

非晶磁環非晶磁環是一種由非晶態材料制成的磁性環形結構器件，通常由具有高磁導率的金屬合金制成。這是一種特殊類型的材料，具有獨特的磁性和導電性質，它與傳統的晶態磁性材料相比，具有更高的飽和磁感應強度、更低的磁滯損耗以及更寬的頻率響應范圍。

圖9：非晶磁環

根據非晶磁環所使用的材質不同，可分為鐵基非晶、鈷基非晶等，根據使用材料形狀可分為礴材型磁環和粉末型磁環。非晶合金也稱為金屬玻璃，是指由多種金屬組成的一種結構特殊、成分復雜的非晶態材料。在制造非晶磁環時，將不同金屬的粉末在真空下熔化，以均勻的方式混合，再快速冷卻，形成非晶態的合金材料，最后將非晶態合金材料制成具有特定形狀、長、寬、材料等尺寸的磁環或磁條。非晶磁環一般是黑色和白色居多，外殼通常是塑料的，相比鐵氧體材料，磁導率更高，非晶磁環通常用來繞制共模電感，抑制低頻傳導共模干擾。    

圖10：非晶三相共模電感

圖11：非晶共模電感