Филтерските кондензатори, индукторите со заеднички режим и магнетните зрна се вообичаени фигури во кола за дизајн на ЕМС, а се и три моќни алатки за елиминирање на електромагнетните пречки.
За улогата на овие три во колото, верувам дека има многу инженери кои не разбираат, статијата од дизајнот на детална анализа на принципот на елиминирање на трите најостри ЕМС.
1. Филтер кондензатор
Иако резонанцата на кондензаторот е непожелна од гледна точка на филтрирање на високофреквентен шум, резонанцата на кондензаторот не е секогаш штетна.
Кога ќе се одреди фреквенцијата на шумот што треба да се филтрира, капацитетот на кондензаторот може да се прилагоди така што резонантната точка ќе се совпадне со фреквенцијата на нарушување.
Во практичното инженерство, фреквенцијата на електромагнетниот шум што треба да се филтрира често е висока и до стотици MHz, па дури и повеќе од 1 GHz. За таков високофреквентен електромагнетен шум, потребно е да се користи кондензатор со јадро за ефикасно филтрирање.
Причината зошто обичните кондензатори не можат ефикасно да го филтрираат високофреквентниот шум е поради две причини:
(1) Една од причините е што индуктивноста на кондензаторскиот кабел предизвикува кондензаторска резонанца, која претставува голема импеданса кон високофреквентниот сигнал и го ослабува ефектот на бајпас на високофреквентниот сигнал;
(2) Друга причина е паразитската капацитивност помеѓу жиците што го поврзуваат високофреквентниот сигнал, намалувајќи го ефектот на филтрирање.
Причината зошто кондензаторот со низводно јадро може ефикасно да филтрира високофреквентен шум е тоа што кондензаторот со низводно јадро не само што нема проблем со индуктивноста на водот што предизвикува резонантната фреквенција на кондензаторот да биде прениска.
И кондензаторот со пропусно јадро може да се инсталира директно на металниот панел, користејќи го металниот панел за да игра улога на високофреквентна изолација. Меѓутоа, кога се користи кондензатор со пропусно јадро, проблемот на кој треба да се обрне внимание е проблемот со инсталацијата.
Најголемата слабост на кондензаторот со пропусно јадро е стравот од висока температура и температурно влијание, што предизвикува големи тешкотии при заварување на кондензаторот со пропусно јадро на металниот панел.
Многу кондензатори се оштетуваат за време на заварувањето. Особено кога треба да се инсталира голем број на јадрени кондензатори на панелот, сè додека има оштетување, тешко е да се поправи, бидејќи кога оштетениот кондензатор ќе се отстрани, тоа ќе предизвика оштетување на другите блиски кондензатори.
2. Индуктивност на заеднички режим
Бидејќи проблемите со кои се соочува EMC се претежно пречки во вообичаен режим, индуктивите во вообичаен режим се исто така една од нашите најчесто користени моќни компоненти.
Индуктор во заеднички режим е уред за сузбивање на интерференција во заеднички режим со ферит како јадро, кој се состои од две намотки со иста големина и ист број на навивки симетрично намотани на истото магнетно јадро со феритен прстен за да формира уред со четири терминали, кој има голем ефект на сузбивање на индуктивноста за сигналот во заеднички режим и мала индуктивност на истекување за сигналот во диференцијален режим.
Принципот е дека кога тече струја во заеднички режим, магнетниот флукс во магнетниот прстен се преклопува еден со друг, со што се добива значителна индуктивност, што ја инхибира струјата во заеднички режим, а кога двете намотки течат низ струјата во диференцијален режим, магнетниот флукс во магнетниот прстен се поништува еден со друг и речиси и да нема индуктивност, па струјата во диференцијален режим може да помине без слабеење.
Затоа, индукторот во заеднички режим може ефикасно да го потисне сигналот за интерференција во заеднички режим во балансираната линија, но нема ефект врз нормалниот пренос на сигналот во диференцијалниот режим.
Индукторите со заеднички режим треба да ги исполнуваат следниве барања кога се произведуваат:
(1) Жиците намотани на јадрото на намотката треба да бидат изолирани за да се осигури дека нема краток спој помеѓу навивките на намотката под дејство на моментален пренапон;
(2) Кога намотката тече низ моментално голема струја, магнетното јадро не треба да биде заситено;
(3) Магнетното јадро во намотката треба да биде изолирано од намотката за да се спречи прекин меѓу двете под дејство на моментален пренапон;
(4) Намотката треба да се намота во еден слој колку што е можно повеќе, со цел да се намали паразитскиот капацитет на намотката и да се зголеми способноста на намотката да пренесува преоден пренапон.
Под нормални околности, додека се обрнува внимание на изборот на фреквенцискиот опсег потребен за филтрирање, колку е поголема импедансата во заеднички режим, толку подобро, па затоа треба да ги погледнеме податоците на уредот при изборот на индуктор во заеднички режим, главно според кривата на фреквенцијата на импедансата.
Дополнително, при изборот, обрнете внимание на влијанието на импедансата на диференцијалниот режим врз сигналот, главно фокусирајќи се на импедансата на диференцијалниот режим, особено обрнувајќи внимание на портите со голема брзина.
3. Магнетна перла
Во процесот на дизајнирање на дигитални кола на производот, често користиме магнетни зрна, феритниот материјал е легура на железо-магнезиум или легура на железо-никел, овој материјал има висока магнетна пропустливост, тој може да биде индуктор помеѓу намотките на намотката во случај на висока фреквенција и висок отпор генериран минимум капацитет.
Феритните материјали обично се користат на високи фреквенции, бидејќи на ниски фреквенции нивните главни карактеристики на индуктивност ја прават загубата на линијата многу мала. На високи фреквенции, тие се главно односи на карактеристики на реактанса и се менуваат со фреквенцијата. Во практични апликации, феритните материјали се користат како високофреквентни атенуатори за радиофреквентни кола.
Всушност, феритот е подобар еквивалент на паралелата на отпорот и индуктивноста, отпорот е краток спој од индукторот при ниска фреквенција, а импедансата на индукторот станува доста висока при висока фреквенција, така што струјата поминува низ отпорот.
Феритот е потрошувач на кој високофреквентната енергија се претвора во топлинска енергија, што е определено од неговите карактеристики на електричен отпор. Феритните магнетни зрна имаат подобри карактеристики на високофреквентно филтрирање од обичните индуктиви.
Феритот е отпорен на високи фреквенции, еквивалентен на индуктор со многу низок фактор на квалитет, така што може да одржува висока импеданса во широк фреквентен опсег, со што се подобрува ефикасноста на филтрирањето на високи фреквенции.
Во нискофреквентниот опсег, импедансата е составена од индуктивност. На ниска фреквенција, R е многу мал, а магнетната пропустливост на јадрото е висока, па затоа индуктивноста е голема. L игра голема улога, а електромагнетните пречки се потиснуваат со рефлексија. И во овој случај, загубата на магнетното јадро е мала, целиот уред има мали загуби, високи Q карактеристики на индукторот, овој индуктор лесно предизвикува резонанца, па затоа во нискофреквентниот опсег, понекогаш може да има зголемена интерференција по употребата на феритни магнетни зрна.
Во високофреквентниот опсег, импедансата е составена од компоненти на отпор. Со зголемување на фреквенцијата, пропустливоста на магнетното јадро се намалува, што резултира со намалување на индуктивноста на индуктивното јадро и намалување на компонентата на индуктивната реактанса.
Сепак, во ова време, губењето на магнетното јадро се зголемува, компонентата на отпор се зголемува, што резултира со зголемување на вкупната импеданса, а кога сигналот со висока фреквенција поминува низ феритот, електромагнетните пречки се апсорбираат и се претвораат во форма на дисипација на топлина.
Компонентите за супресија на феритот се широко користени во печатени кола, електрични водови и податочни водови. На пример, елемент за супресија на феритот се додава на влезниот крај од кабелот за напојување на печатената плоча за филтрирање на високофреквентни пречки.
Феритниот магнетен прстен или магнетна зрно се користи специјално за потиснување на високофреквентните пречки и врвните пречки на сигналните линии и далноводите, а исто така има и способност да апсорбира пречки од електростатско празнење. Употребата на чип магнетни зрнца или чип индуктори главно зависи од практичната примена.
Чип индуктори се користат во резонантни кола. Кога треба да се елиминира непотребниот EMI шум, употребата на чип магнетни зрна е најдобриот избор.
Примена на чип магнетни перли и чип индуктори
Индуктори на чипови:Радиофреквентни (RF) и безжични комуникации, опрема за информатичка технологија, радарски детектори, автомобилска електроника, мобилни телефони, пејџери, аудио опрема, лични дигитални асистенти (PDA), безжични системи за далечинско управување и нисконапонски модули за напојување.
Чип магнетни монистра:Кола за генерирање на часовник, филтрирање помеѓу аналогни и дигитални кола, внатрешни конектори за влез/излез (како што се сериски порти, паралелни порти, тастатури, глувци, телекомуникации на долги растојанија, локални мрежи), RF кола и логички уреди подложни на пречки, филтрирање на високофреквентни спроводливи пречки во кола за напојување, компјутери, печатачи, видео рекордери (VCR), потиснување на EMI шум во телевизиски системи и мобилни телефони.
Единицата на магнетната зрно е оми, бидејќи единицата на магнетната зрно е номинална во согласност со импедансата што ја произведува на одредена фреквенција, а единицата на импеданса е исто така оми.
ЛИСТОТ со податоци за магнетните зрна генерално ќе ги обезбеди карактеристиките на фреквенцијата и импедансата на кривата, генерално 100MHz како стандард, на пример, кога фреквенцијата е 100MHz кога импедансата на магнетните зрна е еквивалентна на 1000 оми.
За фреквенцискиот опсег што сакаме да го филтрираме, треба да избереме колку е поголема импедансата на магнетното зрно, толку подобро, обично избираме импеданса од 600 оми или повеќе.
Дополнително, при изборот на магнетни перли, потребно е да се обрне внимание на флуксот на магнетните перли, кој генерално треба да се дератира за 80%, а треба да се земе предвид и влијанието на еднонасочната импеданса врз падот на напонот кога се користи во напојувачки кола.
Време на објавување: 24 јули 2023 година
