Filtru kondensatori, parastā režīma induktori un magnētiskās lodītes ir plaši izplatīti skaitļi EMC dizaina shēmās, un tie ir arī trīs spēcīgi instrumenti elektromagnētisko traucējumu novēršanai.
Par lomu šiem trim ķēdē, es uzskatu, ka ir daudzi inženieri nesaprot, raksts no dizaina detalizētu analīzi par principu, lai novērstu trīs EMC visstraujāk.
1.Filtra kondensators
Lai gan no augstfrekvences trokšņu filtrēšanas viedokļa kondensatora rezonanse nav vēlama, kondensatora rezonanse ne vienmēr ir kaitīga.
Kad ir noteikta filtrējamā trokšņa frekvence, kondensatora kapacitāti var noregulēt tā, lai rezonanses punkts vienkārši nokristu uz traucējumu frekvenci.
Praktiskajā inženierijā filtrējamā elektromagnētiskā trokšņa frekvence bieži vien ir simtiem MHz vai pat lielāka par 1 GHz. Šādam augstas frekvences elektromagnētiskajam troksnim, lai efektīvi filtrētu, ir nepieciešams izmantot caurvades kondensatoru.
Iemesls, kāpēc parastie kondensatori nevar efektīvi filtrēt augstfrekvences troksni, ir divu iemeslu dēļ:
(1) Viens no iemesliem ir tāds, ka kondensatora pievada induktivitāte izraisa kondensatora rezonansi, kas rada lielu pretestību augstfrekvences signālam un vājina augstfrekvences signāla apiešanas efektu;
(2) Vēl viens iemesls ir tas, ka parazitārā kapacitāte starp vadiem, kas savieno augstfrekvences signālu, samazina filtrēšanas efektu.
Iemesls, kāpēc cauru-kodolu kondensators var efektīvi filtrēt augstfrekvences troksni, ir tāds, ka caurdzīslas kondensatoram ne tikai nav problēmas ar to, ka svina induktivitāte izraisa pārāk zemu kondensatora rezonanses frekvenci.
Caurstrāvas kondensatoru var uzstādīt tieši uz metāla paneļa, izmantojot metāla paneli, lai veiktu augstfrekvences izolāciju. Tomēr, izmantojot cauru kodolu kondensatoru, problēma, kurai jāpievērš uzmanība, ir uzstādīšanas problēma.
Caurstrāvas kondensatora lielākais vājums ir bailes no augstas temperatūras un temperatūras ietekmes, kas rada lielas grūtības metinot caurdzīslas kondensatoru pie metāla paneļa.
Metināšanas laikā tiek bojāti daudzi kondensatori. It īpaši, ja uz paneļa jāuzstāda liels skaits dzīslu kondensatoru, kamēr ir bojājums, to ir grūti salabot, jo, noņemot bojāto kondensatoru, tas radīs bojājumus citiem tuvumā esošajiem kondensatoriem.
2.Kopējā režīma induktivitāte
Tā kā problēmas, ar kurām saskaras EMC, galvenokārt ir parastā režīma traucējumi, parastā režīma induktori ir arī viens no mūsu bieži izmantotajiem jaudīgajiem komponentiem.
Kopējā režīma induktors ir kopēja režīma traucējumu slāpēšanas ierīce ar ferītu kā serdi, kas sastāv no divām vienāda izmēra spolēm un vienāda skaita apgriezienu, kas simetriski uztītas uz viena un tā paša ferīta gredzena magnētiskā serdeņa, veidojot četru spaiļu ierīci, kas ir liela induktivitātes slāpēšanas efekts kopējā režīma signālam un neliela noplūdes induktivitāte diferenciālā režīma signālam.
Princips ir tāds, ka, plūstot kopējā režīma strāvai, magnētiskā plūsma magnētiskajā gredzenā pārklāj viena otru, tādējādi tai ir ievērojama induktivitāte, kas kavē kopējā režīma strāvu, un, kad abas spoles plūst caur diferenciālā režīma strāvu, magnētiskā plūsma. magnētiskajā gredzenā atceļ viens otru, un gandrīz nav induktivitātes, tāpēc diferenciālā režīma strāva var iziet bez vājināšanās.
Tāpēc kopējā režīma induktors var efektīvi nomākt kopējā režīma traucējumu signālu līdzsvarotajā līnijā, bet tas neietekmē normālu diferenciālā režīma signāla pārraidi.
Kopējā režīma induktoriem, tos ražojot, jāatbilst šādām prasībām:
(1) Uz spoles serdes uztītajiem vadiem jābūt izolētiem, lai nodrošinātu, ka starp spoles pagriezieniem nenotiek īssavienojums momentāna pārsprieguma ietekmē;
(2) Kad spole plūst cauri momentānai lielai strāvai, magnētiskajam serdenim nevajadzētu būt piesātinātam;
(3) Spoles magnētiskajam serdenim jābūt izolētam no spoles, lai novērstu abu sabrukšanu momentāna pārsprieguma ietekmē;
(4) Spolei jābūt pēc iespējas uztītai vienā slānī, lai samazinātu spoles parazitāro kapacitāti un uzlabotu spoles spēju pārraidīt pārejošu pārspriegumu.
Normālos apstākļos, pievēršot uzmanību filtrēšanai nepieciešamās frekvenču joslas izvēlei, jo lielāka ir kopējā režīma pretestība, jo labāk, tāpēc, izvēloties kopējā režīma induktors, ir jāaplūko ierīces dati, galvenokārt saskaņā ar pretestības frekvences līkne.
Turklāt, izvēloties, pievērsiet uzmanību diferenciālā režīma pretestības ietekmei uz signālu, galvenokārt koncentrējoties uz diferenciālā režīma pretestību, īpaši pievēršot uzmanību ātrgaitas portiem.
3.Magnētiskā lodīte
Produkta digitālās shēmas EMC projektēšanas procesā mēs bieži izmantojam magnētiskās lodītes, ferīta materiāls ir dzelzs un magnija sakausējums vai dzelzs un niķeļa sakausējums, šim materiālam ir augsta magnētiskā caurlaidība, tas var būt induktors starp spoles tinumu augsta spiediena gadījumā. frekvences un augstas pretestības radītās kapacitātes minimums.
Ferīta materiālus parasti izmanto augstās frekvencēs, jo zemās frekvencēs to galvenie induktivitātes raksturlielumi padara līnijas zudumus ļoti mazus. Augstās frekvencēs tie galvenokārt ir pretestības raksturlielumi un mainās līdz ar frekvenci. Praktiskā pielietojumā ferīta materiālus izmanto kā augstfrekvences vājinātājus radiofrekvenču ķēdēm.
Faktiski ferīts ir labāk līdzvērtīgs pretestības un induktivitātes paralēlei, zemā frekvencē induktors īssavieno pretestību, un augstā frekvencē induktora pretestība kļūst diezgan augsta, tā ka strāva visa iet caur pretestību.
Ferīts ir patērējoša ierīce, uz kuras augstfrekvences enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā, ko nosaka tā elektriskās pretestības raksturlielumi. Ferīta magnētiskajām lodītēm ir labākas augstfrekvences filtrēšanas īpašības nekā parastajām induktorām.
Ferīts ir pretestīgs augstās frekvencēs, līdzvērtīgs induktors ar ļoti zemu kvalitātes koeficientu, tāpēc tas var uzturēt augstu pretestību plašā frekvenču diapazonā, tādējādi uzlabojot augstfrekvences filtrēšanas efektivitāti.
Zemo frekvenču joslā pretestība sastāv no induktivitātes. Zemā frekvencē R ir ļoti mazs, un serdeņa magnētiskā caurlaidība ir augsta, tāpēc induktivitāte ir liela. L spēlē galveno lomu, un elektromagnētiskos traucējumus nomāc atstarošana. Un šobrīd magnētiskā serdeņa zudums ir mazs, visai ierīcei ir mazi zudumi, induktora Q raksturlielumi ir augsti, šis induktors ir viegli izraisīt rezonansi, tāpēc zemo frekvenču joslā dažreiz var būt pastiprināti traucējumi. pēc ferīta magnētisko lodīšu lietošanas.
Augstfrekvences joslā pretestība sastāv no pretestības komponentiem. Palielinoties frekvencei, magnētiskā serdeņa caurlaidība samazinās, kā rezultātā samazinās induktora induktivitāte un induktīvās pretestības komponents.
Tomēr šajā laikā palielinās magnētiskā kodola zudums, palielinās pretestības komponents, kā rezultātā palielinās kopējā pretestība, un, kad augstfrekvences signāls iziet cauri ferītam, elektromagnētiskie traucējumi tiek absorbēti un pārveidoti formā. par siltuma izkliedi.
Ferīta slāpēšanas komponenti tiek plaši izmantoti iespiedshēmu platēs, elektropārvades līnijās un datu līnijās. Piemēram, iespiedplates strāvas vada ieejas galā ir pievienots ferīta slāpēšanas elements, lai filtrētu augstfrekvences traucējumus.
Ferīta magnētiskais gredzens vai magnētiskā lodīte tiek īpaši izmantota, lai nomāktu augstfrekvences traucējumus un maksimālos traucējumus signāla līnijās un elektropārvades līnijās, un tam ir arī spēja absorbēt elektrostatiskās izlādes impulsu traucējumus. Mikroshēmu magnētisko lodīšu vai mikroshēmu induktoru izmantošana galvenokārt ir atkarīga no praktiskā pielietojuma.
Mikroshēmu induktorus izmanto rezonanses ķēdēs. Ja ir jānovērš nevajadzīgs EMI troksnis, vislabākā izvēle ir mikroshēmu magnētisko lodīšu izmantošana.
Mikroshēmu magnētisko lodīšu un mikroshēmu induktoru pielietojums
Mikroshēmu induktori:Radiofrekvences (RF) un bezvadu sakari, informācijas tehnoloģiju iekārtas, radaru detektori, automobiļu elektronika, mobilie tālruņi, peidžeri, audio aprīkojums, personālie ciparasistenti (PDA), bezvadu tālvadības sistēmas un zemsprieguma barošanas moduļi.
Mikroshēmas magnētiskās krelles:Pulksteņu ģenerēšanas shēmas, filtrēšana starp analogajām un digitālajām shēmām, I/O ievades/izvades iekšējie savienotāji (piemēram, seriālie porti, paralēlie porti, tastatūras, peles, tālsatiksmes telekomunikācijas, lokālie tīkli), RF shēmas un loģiskās ierīces, kas ir jutīgas pret traucējumi, augstfrekvences vadītu traucējumu filtrēšana barošanas ķēdēs, datoros, printeros, videomagnetofos (VCRS), EMI trokšņu slāpēšana televīzijas sistēmās un mobilajos tālruņos.
Magnētiskās lodītes mērvienība ir omi, jo magnētiskās lodītes mērvienība ir nomināla saskaņā ar pretestību, ko tā rada noteiktā frekvencē, un arī pretestības mērvienība ir omi.
Magnētiskās lodītes DATU LAPA parasti nodrošina līknes frekvences un pretestības raksturlielumus, parasti 100 MHz kā standartu, piemēram, ja frekvence 100 MHz, kad magnētiskās lodītes pretestība ir līdzvērtīga 1000 omi.
Frekvenču joslai, kuru vēlamies filtrēt, mums jāizvēlas, jo lielāka ir magnētiskās lodītes pretestība, jo labāk, parasti izvēlieties 600 omu pretestību vai vairāk.
Turklāt, izvēloties magnētiskās lodītes, ir jāpievērš uzmanība magnētisko lodīšu plūsmai, kas parasti ir jāsamazina par 80%, un, izmantojot strāvas ķēdēs, jāņem vērā līdzstrāvas pretestības ietekme uz sprieguma kritumu.
Izlikšanas laiks: 24. jūlijs 2023
