Condensatorii de filtru, inductoarele de mod comun și granulele magnetice sunt figuri comune în circuitele de proiectare EMC și sunt, de asemenea, trei instrumente puternice pentru a elimina interferența electromagnetică.
Pentru rolul acestor trei în circuit, cred că există mulți ingineri nu înțeleg, articolul din proiectarea unei analize detaliate a principiului eliminării celor trei EMC mai clare.
1. Condensator de filtru
Deși rezonanța condensatorului este nedorită din punctul de vedere al filtrării zgomotului de înaltă frecvență, rezonanța condensatorului nu este întotdeauna dăunătoare.
Când se determină frecvența zgomotului de filtrat, capacitatea condensatorului poate fi reglată astfel încât punctul de rezonanță să cadă doar pe frecvența perturbației.
În inginerie practică, frecvența zgomotului electromagnetic care trebuie filtrat este adesea la fel de mare ca sute de MHz, sau chiar mai mult de 1GHz. Pentru un astfel de zgomot electromagnetic de înaltă frecvență, este necesar să folosiți un condensator prin miez pentru a filtra eficient.
Motivul pentru care condensatorii obișnuiți nu pot filtra eficient zgomotul de înaltă frecvență se datorează a două motive:
(1) Un motiv este că inductanța conductorului condensatorului provoacă rezonanță a condensatorului, care prezintă o impedanță mare semnalului de înaltă frecvență și slăbește efectul de bypass al semnalului de înaltă frecvență;
(2) Un alt motiv este că capacitatea parazită dintre firele care cuplează semnalul de înaltă frecvență, reducând efectul de filtrare.
Motivul pentru care condensatorul prin miez poate filtra eficient zgomotul de înaltă frecvență este că condensatorul prin miez nu numai că nu are problema că inductanța plumbului face ca frecvența de rezonanță a condensatorului să fie prea scăzută.
Iar condensatorul prin miez poate fi instalat direct pe panoul metalic, folosind panoul metalic pentru a juca rolul de izolare de înaltă frecvență. Cu toate acestea, atunci când utilizați condensatorul prin miez, problema la care trebuie să acordați atenție este problema instalării.
Cea mai mare slăbiciune a condensatorului prin miez este teama de impactul temperaturii și temperaturii ridicate, care provoacă mari dificultăți la sudarea condensatorului prin miez pe panoul metalic.
Mulți condensatori sunt deteriorați în timpul sudării. Mai ales atunci când un număr mare de condensatoare de bază trebuie instalate pe panou, atâta timp cât există o deteriorare, este dificil de reparat, deoarece atunci când condensatorul deteriorat este îndepărtat, acesta va cauza deteriorarea altor condensatoare din apropiere.
2. Inductanță în mod comun
Deoarece problemele cu care se confruntă EMC sunt în mare parte interferențe în modul comun, inductoarele de mod comun sunt, de asemenea, una dintre componentele noastre puternice utilizate în mod obișnuit.
Inductorul de mod comun este un dispozitiv de suprimare a interferențelor în mod comun cu ferită ca miez, care constă din două bobine de aceeași dimensiune și același număr de spire înfășurate simetric pe același miez magnetic inel de ferită pentru a forma un dispozitiv cu patru terminale, care are un efect mare de suprimare a inductanței pentru semnalul de mod comun și o inductanță de scurgere mică pentru semnalul de mod diferenţial.
Principiul este că atunci când curge curentul în modul comun, fluxul magnetic din inelul magnetic se suprapune unul pe altul, având astfel o inductanță considerabilă, care inhibă curentul în modul comun, iar când cele două bobine trec prin curentul în modul diferenţial, fluxul magnetic în inelul magnetic se anulează reciproc și nu există aproape nicio inductanță, astfel încât curentul în modul diferențial poate trece fără atenuare.
Prin urmare, inductorul în mod comun poate suprima în mod eficient semnalul de interferență în modul comun în linia echilibrată, dar nu are niciun efect asupra transmisiei normale a semnalului în mod diferenţial.
Inductoarele de mod comun ar trebui să îndeplinească următoarele cerințe atunci când sunt fabricate:
(1) Firele înfășurate pe miezul bobinei trebuie izolate pentru a se asigura că nu există un scurtcircuit între spirele bobinei sub acțiunea supratensiunii instantanee;
(2) Când bobina trece printr-un curent mare instantaneu, miezul magnetic nu trebuie să fie saturat;
(3) Miezul magnetic din bobină trebuie izolat de bobină pentru a preveni ruperea între cele două sub acțiunea supratensiunii instantanee;
(4) Bobina ar trebui să fie înfășurată într-un singur strat pe cât posibil, astfel încât să reducă capacitatea parazită a bobinei și să sporească capacitatea bobinei de a transmite supratensiune tranzitorie.
În circumstanțe normale, în timp ce acordăm atenție selecției benzii de frecvență necesare pentru filtrare, cu cât impedanța în modul comun este mai mare, cu atât mai bine, așa că trebuie să ne uităm la datele dispozitivului atunci când selectăm inductorul în modul comun, în principal în funcție de curba frecvenței impedanței.
În plus, atunci când selectați, acordați atenție impactului impedanței modului diferențial asupra semnalului, concentrându-vă în principal pe impedanța modului diferențial, acordând atenție în special porturilor de mare viteză.
3.Bragă magnetică
În procesul de proiectare EMC a circuitului digital al produsului, folosim adesea margele magnetice, materialul de ferită este aliaj fier-magneziu sau aliaj fier-nichel, acest material are o permeabilitate magnetică ridicată, el poate fi inductor între înfășurarea bobinei în cazul înalte frecvența și rezistența ridicată generată capacitatea minimă.
Materialele de ferită sunt utilizate de obicei la frecvențe înalte, deoarece la frecvențe joase principalele lor caracteristici de inductanță fac pierderea pe linie foarte mică. La frecvențe înalte, acestea sunt în principal rapoarte caracteristice de reactanță și se modifică cu frecvența. În aplicații practice, materialele de ferită sunt utilizate ca atenuatori de înaltă frecvență pentru circuitele de radiofrecvență.
De fapt, ferita este mai bine echivalentă cu paralela rezistenței și inductanței, rezistența este scurtcircuitată de inductor la frecvență joasă, iar impedanța inductorului devine destul de mare la frecvență înaltă, astfel încât curentul să treacă prin rezistență.
Ferita este un dispozitiv consumator pe care energia de înaltă frecvență este convertită în energie termică, care este determinată de caracteristicile sale de rezistență electrică. Granulele magnetice de ferită au caracteristici de filtrare de înaltă frecvență mai bune decât inductoarele obișnuite.
Ferita este rezistivă la frecvențe înalte, echivalent cu un inductor cu un factor de calitate foarte scăzut, astfel încât poate menține o impedanță ridicată pe o gamă largă de frecvențe, îmbunătățind astfel eficiența filtrării de înaltă frecvență.
În banda de frecvență joasă, impedanța este compusă din inductanță. La frecvență joasă, R este foarte mic, iar permeabilitatea magnetică a miezului este mare, astfel încât inductanța este mare. L joacă un rol major, iar interferența electromagnetică este suprimată prin reflexie. Și în acest moment, pierderea miezului magnetic este mică, întregul dispozitiv are o pierdere scăzută, caracteristicile Q ridicate ale inductorului, acest inductor este ușor de provocat rezonanță, astfel încât în banda de frecvență joasă, uneori pot exista interferențe îmbunătățite după folosirea perlelor magnetice de ferită.
În banda de înaltă frecvență, impedanța este compusă din componente de rezistență. Pe măsură ce frecvența crește, permeabilitatea miezului magnetic scade, rezultând o scădere a inductanței inductorului și o scădere a componentei de reactanță inductivă.
Cu toate acestea, în acest moment, pierderea miezului magnetic crește, componenta de rezistență crește, rezultând o creștere a impedanței totale, iar atunci când semnalul de înaltă frecvență trece prin ferită, interferența electromagnetică este absorbită și transformată în formă de disipare a căldurii.
Componentele de suprimare a feritei sunt utilizate pe scară largă în plăcile de circuite imprimate, liniile de alimentare și liniile de date. De exemplu, un element de suprimare a ferită este adăugat la capătul de intrare al cablului de alimentare al plăcii imprimate pentru a filtra interferențele de înaltă frecvență.
Inelul magnetic de ferită sau perla magnetică este utilizată în mod special pentru a suprima interferența de înaltă frecvență și interferența de vârf pe liniile de semnal și liniile de alimentare și are, de asemenea, capacitatea de a absorbi interferența pulsului de descărcare electrostatică. Utilizarea cipurilor magnetice sau a inductoarelor cipului depinde în principal de aplicația practică.
Inductoarele cu chip sunt utilizate în circuitele rezonante. Atunci când zgomotul EMI inutil trebuie eliminat, utilizarea cipurilor magnetice este cea mai bună alegere.
Aplicarea cipurilor magnetice și a inductorilor cipului
Inductori de cip:Radiofrecvență (RF) și comunicații fără fir, echipamente pentru tehnologia informației, detectoare radar, electronice auto, telefoane celulare, pagere, echipamente audio, asistenți digitali personali (PDA), sisteme de control de la distanță fără fir și module de alimentare de joasă tensiune.
Chip margele magnetice:Circuite generatoare de ceasuri, filtrare între circuite analogice și digitale, conectori interni de intrare/ieșire I/O (cum ar fi porturi seriale, porturi paralele, tastaturi, șoareci, telecomunicații la distanță lungă, rețele locale), circuite RF și dispozitive logice susceptibile la interferențe, filtrarea interferențelor conduse de înaltă frecvență în circuitele de alimentare, calculatoare, imprimante, videorecordere (VCRS), suprimarea zgomotului EMI în sistemele de televiziune și telefoanele mobile.
Unitatea de sferă magnetică este ohmi, deoarece unitatea sferă magnetică este nominală în conformitate cu impedanța pe care o produce la o anumită frecvență, iar unitatea de impedanță este, de asemenea, ohmi.
FIȘA TEHNICĂ perlei magnetice va furniza, în general, caracteristicile de frecvență și impedanță ale curbei, în general 100MHz ca standard, de exemplu, când frecvența de 100MHz când impedanța mărgei magnetice este echivalentă cu 1000 ohmi.
Pentru banda de frecvență pe care dorim să o filtram, trebuie să alegem cu cât impedanța mărgei magnetice este mai mare, cu atât mai bine, de obicei alegem o impedanță de 600 ohmi sau mai mult.
În plus, atunci când selectați margele magnetice, este necesar să acordați atenție fluxului de margele magnetice, care în general trebuie redus cu 80%, iar influența impedanței DC asupra căderii de tensiune trebuie luată în considerare atunci când este utilizat în circuitele de alimentare.
Ora postării: 24-iul-2023
