Kondenzatori filtera, induktori zajedničkog načina rada i magnetske kuglice uobičajene su figure u EMC projektiranim krugovima, a također su tri moćna alata za uklanjanje elektromagnetskih smetnji.
Za ulogu ova tri u krugu, vjerujem da postoje mnogi inženjeri ne razumiju, članak iz dizajna detaljne analize principa uklanjanja tri EMC najoštriji.
1. Filterski kondenzator
Iako je rezonancija kondenzatora nepoželjna sa stajališta filtriranja visokofrekventnog šuma, rezonancija kondenzatora nije uvijek štetna.
Kada se odredi frekvencija buke koju treba filtrirati, kapacitet kondenzatora može se podesiti tako da rezonantna točka pada na frekvenciju smetnje.
U praktičnom inženjerstvu, frekvencija elektromagnetske buke koju treba filtrirati često iznosi stotine MHz ili čak više od 1 GHz. Za takvu visokofrekventnu elektromagnetsku buku potrebno je upotrijebiti kondenzator kroz jezgru za učinkovito filtriranje.
Razlog zašto obični kondenzatori ne mogu učinkovito filtrirati visokofrekventni šum su dva razloga:
(1) Jedan od razloga je taj što induktivitet kondenzatorskog voda uzrokuje rezonanciju kondenzatora, koja predstavlja veliku impedanciju visokofrekventnom signalu i slabi premosni učinak visokofrekventnog signala;
(2) Drugi razlog je parazitski kapacitet između žica koje spajaju visokofrekventni signal, smanjujući učinak filtriranja.
Razlog zašto kondenzator s prolaznom jezgrom može učinkovito filtrirati visokofrekventni šum je taj što kondenzator s prolaznom jezgrom ne samo da nema problema s preniskom rezonantnom frekvencijom kondenzatorskog induktiviteta.
Kondenzator kroz jezgru može se izravno instalirati na metalnu ploču, koristeći metalnu ploču kao visokofrekventnu izolaciju. Međutim, kada koristite kondenzator s prolaznom jezgrom, problem na koji treba obratiti pozornost je problem instalacije.
Najveća slabost prolaznog kondenzatora je strah od visoke temperature i utjecaja temperature, što uzrokuje velike poteškoće prilikom zavarivanja prolaznog kondenzatora na metalnu ploču.
Mnogi kondenzatori se oštete tijekom zavarivanja. Pogotovo kada je potrebno ugraditi veliki broj kondenzatora s jezgrom na ploču, sve dok postoji oštećenje, teško ga je popraviti, jer kada se oštećeni kondenzator ukloni, uzrokovat će štetu drugim obližnjim kondenzatorima.
2. Induktivnost zajedničkog načina rada
Budući da su problemi s kojima se suočava EMC uglavnom smetnje uobičajenog načina rada, induktori zajedničkog načina rada također su jedna od naših često korištenih snažnih komponenti.
Induktor zajedničkog načina rada je uređaj za suzbijanje smetnji zajedničkog načina rada s feritnom jezgrom, koji se sastoji od dvije zavojnice iste veličine i istog broja zavoja simetrično namotanih na istu feritnu prstenastu magnetsku jezgru kako bi se formirao uređaj s četiri priključka, koji ima veliki učinak potiskivanja induktiviteta za signal zajedničkog načina rada i mali induktivitet curenja za signal diferencijalnog načina rada.
Načelo je da kada teče uobičajena struja, magnetski tok u magnetskom prstenu se međusobno superponira, tako da ima značajan induktivitet, koji inhibira uobičajenu struju, a kada dvije zavojnice teku kroz diferencijalnu struju, magnetski tok u magnetskom prstenu međusobno se poništavaju i gotovo da nema induktiviteta, tako da struja diferencijalnog načina može proći bez slabljenja.
Stoga induktor zajedničkog načina rada može učinkovito potisnuti signal smetnji zajedničkog načina rada u uravnoteženoj liniji, ali nema utjecaja na normalan prijenos signala diferencijalnog načina rada.
Induktori zajedničkog načina rada trebaju ispunjavati sljedeće zahtjeve kada se proizvode:
(1) Žice namotane na jezgru zavojnice trebaju biti izolirane kako bi se osiguralo da ne dođe do kratkog spoja između zavoja zavojnice pod djelovanjem trenutnog prenapona;
(2) Kada zavojnica teče kroz trenutnu veliku struju, magnetska jezgra ne bi trebala biti zasićena;
(3) Magnetska jezgra u zavojnici treba biti izolirana od zavojnice kako bi se spriječio slom između njih pod djelovanjem trenutnog prenapona;
(4) Zavojnica treba biti namotana u jednom sloju što je više moguće, kako bi se smanjio parazitski kapacitet zavojnice i povećala sposobnost zavojnice da prenese prijelazni prenapon.
U normalnim okolnostima, dok obraćamo pozornost na odabir frekvencijskog pojasa potrebnog za filtriranje, što je impedancija zajedničkog načina rada veća, to bolje, pa moramo pogledati podatke uređaja kada biramo induktor zajedničkog načina rada, uglavnom prema frekvencijska krivulja impedancije.
Osim toga, pri odabiru obratite pozornost na utjecaj impedancije diferencijalnog načina rada na signal, uglavnom se fokusirajući na impedanciju diferencijalnog načina rada, posebno obraćajući pozornost na priključke velike brzine.
3.Magnetsko zrno
U procesu projektiranja digitalnog sklopa proizvoda EMC, često koristimo magnetske kuglice, feritni materijal je legura željeza i magnezija ili legura željeza i nikla, ovaj materijal ima visoku magnetsku propusnost, on može biti induktor između namota zavojnice u slučaju visokog frekvencija i visok otpor generirani kapacitet minimum.
Feritni materijali obično se koriste na visokim frekvencijama, jer na niskim frekvencijama njihove glavne karakteristike induktiviteta čine gubitke na liniji vrlo malim. Na visokim frekvencijama, to su uglavnom karakteristični omjeri reaktancije i mijenjaju se s frekvencijom. U praktičnim primjenama, feritni materijali se koriste kao visokofrekventni prigušivači za radiofrekvencijske krugove.
Zapravo, ferit je bolji ekvivalent paraleli otpora i induktiviteta, otpor je kratko spojen induktorom na niskoj frekvenciji, a impedancija induktora postaje prilično visoka na visokoj frekvenciji, tako da sva struja prolazi kroz otpor.
Ferit je potrošni uređaj na kojem se visokofrekventna energija pretvara u toplinsku energiju, što je određeno njegovim karakteristikama električnog otpora. Feritne magnetske kuglice imaju bolje karakteristike visokofrekventnog filtriranja od običnih induktora.
Ferit je otporan na visokim frekvencijama, što je ekvivalentno induktoru s vrlo niskim faktorom kvalitete, tako da može održati visoku impedanciju u širokom frekvencijskom rasponu, čime se poboljšava učinkovitost visokofrekventnog filtriranja.
U niskofrekventnom pojasu, impedancija se sastoji od induktiviteta. Pri niskoj frekvenciji R je vrlo malen, a magnetska permeabilnost jezgre je velika, pa je induktivitet velik. L igra glavnu ulogu, a elektromagnetske smetnje se potiskuju refleksijom. I u ovom trenutku, gubitak magnetske jezgre je mali, cijeli uređaj ima niske gubitke, visoke Q karakteristike induktora, ovaj induktor je lako izazvati rezonanciju, tako da u niskofrekventnom pojasu ponekad može doći do pojačanih smetnji nakon uporabe feritnih magnetskih kuglica.
U visokofrekventnom pojasu, impedancija se sastoji od komponenti otpora. Kako se frekvencija povećava, permeabilnost magnetske jezgre se smanjuje, što rezultira smanjenjem induktiviteta induktora i smanjenjem komponente induktivne reaktancije.
Međutim, u ovom trenutku se povećava gubitak magnetske jezgre, povećava se komponenta otpora, što rezultira povećanjem ukupne impedancije, a kada visokofrekventni signal prolazi kroz ferit, elektromagnetske smetnje se apsorbiraju i pretvaraju u oblik odvođenja topline.
Komponente za suzbijanje ferita naširoko se koriste u tiskanim pločama, električnim i podatkovnim vodovima. Na primjer, element za suzbijanje ferita dodan je na ulazni kraj kabela za napajanje tiskane ploče kako bi se filtrirale visokofrekventne smetnje.
Feritni magnetski prsten ili magnetska kuglica posebno se koristi za suzbijanje visokofrekventnih smetnji i vršnih smetnji na signalnim vodovima i dalekovodima, a također ima sposobnost apsorbiranja smetnji pulsa elektrostatičkog pražnjenja. Korištenje magnetskih zrna čipova ili induktora čipova uglavnom ovisi o praktičnoj primjeni.
Čip induktori se koriste u rezonantnim krugovima. Kada je potrebno eliminirati nepotrebnu EMI buku, upotreba magnetskih kuglica čipa je najbolji izbor.
Primjena čip magnetskih perli i čip induktora
Čip induktori:Radiofrekvencijske (RF) i bežične komunikacije, oprema informacijske tehnologije, radarski detektori, automobilska elektronika, mobilni telefoni, dojavljivači, audio oprema, osobni digitalni pomoćnici (PDA), bežični sustavi daljinskog upravljanja i niskonaponski moduli napajanja.
Čip magnetske perle:Krugovi za generiranje takta, filtriranje između analognih i digitalnih krugova, I/O ulazno/izlazni interni konektori (kao što su serijski portovi, paralelni portovi, tipkovnice, miševi, telekomunikacije na velikim udaljenostima, lokalne mreže), RF krugovi i logički uređaji osjetljivi na smetnje, filtriranje visokofrekventnih dirigiranih smetnji u krugovima napajanja, računalima, pisačima, videorekorderima (VCRS), potiskivanje EMI šuma u televizijskim sustavima i mobilnim telefonima.
Jedinica magnetske kuglice je ohm, jer je jedinica magnetske kuglice nazivna u skladu s impedancijom koju proizvodi na određenoj frekvenciji, a jedinica impedancije je također ohm.
PODATKOVNA TABLICA magnetske kuglice općenito će pružiti karakteristike frekvencije i impedancije krivulje, općenito 100MHz kao standard, na primjer, kada je frekvencija od 100MHz kada je impedancija magnetske kuglice ekvivalentna 1000 ohma.
Za frekvencijski pojas koji želimo filtrirati, trebamo odabrati što je veća impedancija magnetskog zrnca, to bolje, obično biramo impedanciju od 600 ohma ili više.
Osim toga, pri odabiru magnetskih kuglica, potrebno je obratiti pozornost na tok magnetskih kuglica, koji općenito treba biti smanjen za 80%, a utjecaj istosmjerne impedancije na pad napona treba uzeti u obzir kada se koriste u strujnim krugovima.
Vrijeme objave: 24. srpnja 2023
