Филтерски кондензатори, индуктори заједничког мода и магнетне перле су уобичајене фигуре у ЕМЦ дизајнерским колима, а такође су и три моћна алата за елиминисање електромагнетних сметњи.
За улогу ове тројице у колу, верујем да многи инжењери не разумеју, у чланку из дизајна је детаљна анализа принципа елиминисања три ЕМЦ најоштрија.
1.Филтер кондензатор
Иако је резонанца кондензатора непожељна са становишта филтрирања високофреквентног шума, резонанца кондензатора није увек штетна.
Када се одреди фреквенција шума који треба филтрирати, капацитет кондензатора се може подесити тако да резонантна тачка пада само на фреквенцију поремећаја.
У практичном инжењерингу, фреквенција електромагнетне буке коју треба филтрирати често достиже стотине МХз, или чак више од 1 ГХз. За тако високофреквентни електромагнетни шум, неопходно је користити кондензатор кроз језгро да би се ефикасно филтрирао.
Разлог зашто обични кондензатори не могу ефикасно да филтрирају високофреквентну буку је из два разлога:
(1) Један од разлога је тај што индуктивност кондензаторског кабла изазива резонанцу кондензатора, што представља велику импедансу високофреквентном сигналу и слаби ефекат бајпаса високофреквентног сигнала;
(2) Други разлог је тај што паразитски капацитет између жица спаја високофреквентни сигнал, смањујући ефекат филтрирања.
Разлог зашто кондензатор кроз језгро може ефикасно да филтрира високофреквентни шум је тај што кондензатор са језгром не само да нема проблем што индуктивност електрода узрокује да је резонантна фреквенција кондензатора прениска.
И кондензатор кроз језгро се може директно инсталирати на металну плочу, користећи металну плочу да игра улогу високофреквентне изолације. Међутим, када користите кондензатор кроз језгро, проблем на који треба обратити пажњу је проблем инсталације.
Највећа слабост кондензатора кроз језгро је страх од високе температуре и температурног утицаја, што изазива велике потешкоће при заваривању кондензатора кроз језгро на металну плочу.
Многи кондензатори су оштећени током заваривања. Нарочито када је потребно уградити велики број кондензатора језгра на панелу, све док постоји оштећење, тешко га је поправити, јер када се оштећени кондензатор уклони, то ће изазвати оштећење других кондензатора у близини.
2.Цоммон мод индуктивност
Пошто су проблеми са којима се ЕМЦ суочава углавном сметње уобичајеног мода, индуктори заједничког мода су такође једна од наших често коришћених моћних компоненти.
Индуктор заједничког мода је уређај за сузбијање сметњи заједничког режима са феритом као језгром, који се састоји од два намотаја исте величине и истог броја завоја симетрично намотаних на истом магнетном језгру феритног прстена како би се формирао уређај са четири терминала, који има велики ефекат потискивања индуктивности за сигнал заједничког мода, и малу индуктивност цурења за сигнал диференцијалног мода.
Принцип је да када струја заједничког мода тече, магнетни флукс у магнетном прстену се суперпонира, тако да има значајну индуктивност, која инхибира струју заједничког мода, а када два намота теку кроз струју диференцијалног мода, магнетни флукс у магнетном прстену се међусобно поништавају, а индуктивност готово да и нема, тако да струја диференцијалног мода може проћи без слабљења.
Стога индуктор заједничког мода може ефикасно потиснути сигнал интерференције заједничког мода у балансираној линији, али нема утицаја на нормалан пренос сигнала диференцијалног мода.
Уобичајени индуктори треба да испуњавају следеће захтеве када се производе:
(1) Жице намотане на језгру завојнице треба да буду изоловане како би се осигурало да не дође до кратког споја између завоја калема под дејством тренутног пренапона;
(2) Када калем тече кроз тренутну велику струју, магнетно језгро не би требало да буде засићено;
(3) Магнетно језгро у завојници треба да буде изоловано од завојнице да би се спречио квар између њих двоје под дејством тренутног пренапона;
(4) Завојница треба да буде намотана у једном слоју што је више могуће, како би се смањио паразитски капацитет завојнице и побољшала способност завојнице да преноси пролазни пренапон.
У нормалним околностима, обраћајући пажњу на избор фреквентног опсега потребног за филтрирање, што је већа импеданса заједничког режима, то боље, тако да морамо да погледамо податке уређаја када бирамо индуктор заједничког режима, углавном према крива фреквенције импедансе.
Поред тога, када бирате, обратите пажњу на утицај импедансе диференцијалног режима на сигнал, углавном се фокусирајући на импедансу диференцијалног режима, посебно обраћајући пажњу на портове велике брзине.
3.Магнетна перла
У процесу дизајна ЕМЦ дигиталног кола производа, често користимо магнетне перле, феритни материјал је легура гвожђа-магнезијума или легура гвожђа-никла, овај материјал има високу магнетну пропустљивост, може бити индуктор између намотаја завојнице у случају високе фреквенција и високи отпор генерисани капацитет минимум.
Феритни материјали се обично користе на високим фреквенцијама, јер на ниским фреквенцијама њихове главне карактеристике индуктивности чине губитак на линији веома малим. На високим фреквенцијама, они су углавном карактеристични односи реактансе и мењају се са фреквенцијом. У практичним применама, феритни материјали се користе као пригушивачи високе фреквенције за кола радио фреквенција.
У ствари, ферит је боље еквивалентан паралели отпора и индуктивности, отпор је кратко спојен индуктором на ниској фреквенцији, а импеданса индуктора постаје прилично висока на високој фреквенцији, тако да струја пролази кроз отпор.
Ферит је уређај који троши енергију на којој се високофреквентна енергија претвара у топлотну енергију, што је одређено његовим карактеристикама електричног отпора. Феритне магнетне перле имају боље карактеристике високофреквентног филтрирања од обичних индуктора.
Ферит је отпоран на високим фреквенцијама, што је еквивалентно индуктору са веома ниским фактором квалитета, тако да може одржавати високу импеданцију у широком фреквентном опсегу, чиме се побољшава ефикасност високофреквентног филтрирања.
У опсегу ниске фреквенције, импеданса се састоји од индуктивности. На ниској фреквенцији, Р је веома мали, а магнетна пермеабилност језгра је велика, па је индуктивност велика. Л игра главну улогу, а електромагнетне сметње се потискују рефлексијом. И у овом тренутку, губитак магнетног језгра је мали, цео уређај има мали губитак, високе К карактеристике индуктора, овај индуктор лако изазива резонанцију, тако да у опсегу ниске фреквенције понекад може доћи до појачаних сметњи након употребе феритних магнетних перли.
У опсегу високих фреквенција, импеданса се састоји од компоненти отпора. Како се фреквенција повећава, пропустљивост магнетног језгра се смањује, што резултира смањењем индуктивности индуктора и смањењем компоненте индуктивне реактансе.
Међутим, у овом тренутку, губитак магнетног језгра се повећава, компонента отпора се повећава, што резултира повећањем укупне импедансе, а када високофреквентни сигнал прође кроз ферит, електромагнетне сметње се апсорбују и претварају у облик одвођења топлоте.
Компоненте за сузбијање ферита се широко користе у штампаним плочама, електричним водовима и линијама података. На пример, елемент за сузбијање ферита се додаје на улазни крај кабла за напајање штампане плоче да би се филтрирале сметње високе фреквенције.
Феритни магнетни прстен или магнетна перла се посебно користе за сузбијање високофреквентних сметњи и вршних сметњи на сигналним линијама и електричним водовима, а такође има способност да апсорбује сметње импулса електростатичког пражњења. Употреба магнетних перли или индуктора чипа углавном зависи од практичне примене.
Чип индуктори се користе у резонантним колима. Када је потребно елиминисати непотребну ЕМИ буку, употреба магнетних перли је најбољи избор.
Примена чип магнетних перли и чип индуктора
Чип индуктори:Радио фреквенције (РФ) и бежичне комуникације, опрема информационе технологије, радарски детектори, аутомобилска електроника, мобилни телефони, пејџери, аудио опрема, лични дигитални асистенти (ПДА), системи бежичног даљинског управљања и нисконапонски модули за напајање.
Чип магнетне перле:Кола која генеришу сат, филтрирање између аналогних и дигиталних кола, И/О улаз/излаз интерни конектори (као што су серијски портови, паралелни портови, тастатуре, мишеви, телекомуникације на даљину, локалне мреже), РФ кола и логички уређаји подложни сметње, филтрирање високофреквентних сметњи у струјним колима, рачунарима, штампачима, видео рекордерима (ВЦРС), сузбијање ЕМИ буке у телевизијским системима и мобилним телефонима.
Јединица магнетне перле је ом, јер је јединица магнетне перле номинална у складу са импедансом коју производи на одређеној фреквенцији, а јединица импедансе је такође ома.
ЛИСТА са подацима о магнетној перли ће генерално обезбедити карактеристике фреквенције и импедансе криве, обично 100МХз као стандард, на пример, када је фреквенција од 100МХз када је импеданса магнетне перле еквивалентна 1000 ома.
За фреквенцијски опсег који желимо да филтрирамо, морамо изабрати што је већа импеданса магнетне перле, то је боље, обично бирамо импедансу од 600 ома или више.
Поред тога, приликом избора магнетних перли потребно је обратити пажњу на флукс магнетних перли, који генерално треба да се смањи за 80%, а утицај једносмерне импедансе на пад напона треба узети у обзир када се користи у струјним колима.
Време поста: 24. јул 2023
