4 如何估算铁氧体磁珠的电感以减少纹波

在第二级滤波器的实际实现中，铁氧体磁珠通常用作第二级滤波器的 L₂，以提供 nH 级电感。在铁氧体磁珠的规格和数据中，通常会提供 100MHz 特定频率下的阻抗值以及与频率相关的阻抗曲线。

一种估算电感的直观方法是将给定的阻抗除以 2πF（例如 2π x 100MHz）。但这并不总是正确的，我们需要查看阻抗曲线，以检查电感是否是给定频率点的主要因素。这里以来自 Murata 的两个铁氧体磁珠为例进行了说明：BLE18PS080SN1 和 BLM18SN220TH1。

这两个铁氧体磁珠的规格中给出了 100MHz 下的阻抗值。但如图 4-1 和图 4-2 所示，在 100MHz 频率下，影响这两款器件阻抗的主要因素是不同的。

图 4-1 BLE18PS080SN1 阻抗与频率间的关系

图 4-2 BLM18SN220TH1 阻抗与频率间的关系

在图 4-1 中，由 L 确定的感抗 X 是 BLE18PS080SN1 在 100MHz 处阻抗 Z 的主要部分。因此，如果假设电感随频率变化很小，那么使用阻抗 8.5Ω 除以 (2π x 100MHz) 估算 L 值是合理的，这样我们可以得到 100MHz 下的电感为 13.5nH。

但在图 4-2 中，由 L 确定的感抗 X 不是 BLM18SN220TH1 在 100MHz 处阻抗 Z 的主要部分。因此，我们无法使用类似的方法来根据 100MHz 处给定的阻抗值来直接计算电感。这时我们可以从较低频率下的阻抗读取感抗值。

假设我们使用 TPS62933F 的 500kHz 开关频率，可以从给定曲线中的最低频率（即 1MHz 点）读取更准确的值。

图 4-3 和图 4-4 显示了上述两个磁珠的电感与频率间的关系曲线 ^[7]。我们可以在第二级 LC 滤波器设计中使用 BLE18PS080SN1 1MHz 电感 15.3nH 和 BLM18SN220TH1 1MHz 电感 103.4nH。

图 4-3 BLE18PS080SN1 电感与频率间的关系

图 4-4 BLM18SN220TH1 电感与频率间的关系