Magnētisko lodīšu pielietojums komutācijas barošanas avotu EMC projektēšanā
EMC problēmas mūsdienās ir kļuvušas par karstu un izaicinošu problēmu elektroniskajā projektēšanā un ražošanā. EMC problēma praktiskajos lietojumos ir ļoti sarežģīta, un to nevar atrisināt tikai ar teorētiskām zināšanām. Tas vairāk balstās uz elektronikas inženieru praktisko pieredzi. Lai labāk risinātu jautājumu par EMC elektroniskajos produktos, galvenokārt ir jāapsver zemējums, shēmas un PCB plates dizains, kabeļu dizains, ekranēšanas dizains un citi jautājumi.
Šajā rakstā ir izskaidrota magnētisko lodīšu nozīme komutācijas barošanas avotu EMC aspektā, iepazīstinot ar to pamatprincipiem un raksturlielumiem, lai nodrošinātu vairāk un labākas izvēles iespējas komutācijas barošanas bloku produktu dizaineriem, izstrādājot jaunus produktus.
1 Ferīta elektromagnētisko traucējumu slāpēšanas elements
Ferīts ir feromagnētiska materiāla veids ar kubiskā režģa struktūru. Tās ražošanas process un mehāniskās īpašības ir līdzīgas keramikai, ar pelēku melnu krāsu. Magnētiskā serdeņa veids, ko parasti izmanto elektromagnētisko traucējumu filtros, ir ferīta materiāls, un daudzi ražotāji nodrošina ferīta materiālus, kas īpaši paredzēti elektromagnētisko traucējumu novēršanai. Šī materiāla īpašība ir tā augstfrekvences zudums. Svarīgākais ferīta veiktspējas parametrs, ko izmanto elektromagnētisko traucējumu slāpēšanai, ir magnētiskā caurlaidība μ un piesātinājuma magnētiskās plūsmas blīvums Bs. Magnētiskā caurlaidība μ To var izteikt kā kompleksu skaitli, kur reālā daļa veido induktivitāti, bet iedomātā daļa atspoguļo zudumu, kas palielinās līdz ar frekvenci. Tāpēc tā ekvivalentā ķēde ir virknes ķēde, kas sastāv no induktivitātes L un pretestības R, kas abas ir frekvences funkcijas. Vadam izejot cauri šim ferīta serdenim, veidojas induktivitātes pretestība formāli pieaugot frekvencei, bet mehānisms dažādās frekvencēs ir pilnīgi atšķirīgs.
Zemo frekvenču diapazonā pretestība sastāv no induktora induktīvās pretestības. Zemās frekvencēs R ir ļoti mazs, un magnētiskā serdeņa magnētiskā caurlaidība ir augsta. Tāpēc induktivitāte ir liela, un L spēlē galveno lomu. Elektromagnētiskos traucējumus nomāc atstarošana; Un šajā brīdī magnētiskā serdeņa zudums ir salīdzinoši neliels, un visa ierīce ir zemu zudumu, augsta Q raksturīgā induktors, kas ir pakļauts rezonansei. Tāpēc zemo frekvenču diapazonā dažkārt pēc ferīta magnētisko lodīšu lietošanas var rasties traucējumi.
Augstfrekvences diapazonā pretestība sastāv no pretestības komponentiem. Palielinoties frekvencei, magnētiskā serdeņa magnētiskā caurlaidība samazinās, kā rezultātā samazinās induktivitātes induktivitātes un induktivitātes komponenti. Tomēr šajā laikā palielinās magnētiskā kodola zudums un palielinās pretestības komponents, kā rezultātā palielinās kopējā pretestība. Kad augstfrekvences signāls iet cauri ferītam, elektromagnētiskie traucējumi tiek absorbēti un pārvērsti siltumenerģijā izkliedēšanai.
Ferīta slāpēšanas komponenti tiek plaši izmantoti iespiedshēmu platēs, elektropārvades līnijās un datu līnijās. Ja iespiedshēmas plates strāvas līnijas ieejai pievieno ferīta slāpēšanas komponentu, augstfrekvences traucējumus var filtrēt. Ferīta magnētiskie gredzeni vai lodītes ir īpaši izstrādātas, lai nomāktu augstfrekvences un maksimālos traucējumus signālu un strāvas līnijās, un tiem ir arī spēja absorbēt elektrostatiskās izlādes impulsu traucējumus.
Magnētisko lodīšu princips un īpašības: kad strāva plūst caur vadu serdes caurumā, tā kļūst par magnētisku celiņu, kas cirkulē magnētiskās lodītes iekšpusē. Sagatavojot ferītu EMI kontrolei, vajadzētu būt iespējai izkliedēt lielāko daļu magnētiskās plūsmas kā siltumu materiālā. Šo parādību var simulēt ar induktora un rezistora virknes kombināciju.
Signāla enerģija ir magnētiski savienota ar magnētiskajām lodītēm, tāpēc induktora pretestība un pretestība palielinās, palielinoties frekvencei. Magnētiskā savienojuma efektivitāte ir atkarīga no magnētiskās lodītes materiāla caurlaidības attiecībā pret gaisu. Ferīta materiālu zudumus, kas parasti veido magnētiskās lodītes, var izteikt kā sarežģītu daudzumu ar to relatīvo gaisa caurlaidību.
Magnētiskos materiālus bieži raksturo zudumu leņķis, izmantojot šo attiecību. EMI slāpēšanas komponentu izmantošanai nepieciešams liels zuduma leņķis, kas nozīmē, ka lielākā daļa traucējumu tiks izkliedēti, neatspoguļojot. Šobrīd pieejamie dažādie ferīta materiāli sniedz dizaineriem plašas iespējas izmantot magnētiskās lodītes dažādās situācijās.
