Фільтруючыя кандэнсатары, сінфазныя шпулькі індуктыўнасці і магнітныя шарыкі з'яўляюцца агульнымі фігурамі ў схемах распрацоўкі ЭМС, а таксама з'яўляюцца трыма магутнымі інструментамі для ліквідацыі электрамагнітных перашкод.
Для ролі гэтых трох у схеме, я лічу, што ёсць многія інжынеры не разумеюць, артыкул ад дызайну дэталёвы аналіз прынцыпу ліквідацыі трох EMC вострыя.
1. Кандэнсатар фільтра
Нягледзячы на тое, што рэзананс кандэнсатара непажаданы з пункту гледжання фільтрацыі высокачашчыннага шуму, рэзананс кандэнсатара не заўсёды шкодны.
Калі вызначана частата шуму, які трэба адфільтраваць, ёмістасць кандэнсатара можна адрэгуляваць так, каб рэзанансная кропка прыпадала на частату абурэння.
У практычнай тэхніцы частата электрамагнітнага шуму, які трэба адфільтраваць, часта дасягае сотняў МГц ці нават больш за 1 ГГц.Для такога высокачашчыннага электрамагнітнага шуму неабходна выкарыстоўваць скразны кандэнсатар для эфектыўнай фільтрацыі.
Прычына, па якой звычайныя кандэнсатары не могуць эфектыўна адфільтраваць высокачашчынны шум, заключаецца ў дзвюх прычынах:
(1) Адной з прычын з'яўляецца тое, што індуктыўнасць провада кандэнсатара выклікае рэзананс кандэнсатара, які стварае вялікі імпеданс для высокачашчыннага сігналу і аслабляе абыходны эфект высокачашчыннага сігналу;
(2) Іншая прычына заключаецца ў тым, што паразітная ёмістасць паміж правадамі, якія злучаюць высокачашчынны сігнал, зніжае эфект фільтрацыі.
Прычына, па якой кандэнсатар са скразным стрыжнем можа эфектыўна адфільтроўваць высокачашчынны шум, заключаецца ў тым, што кандэнсатар са скразным стрыжнем не толькі не мае праблемы з тым, што індуктыўнасць адводу выклікае занадта нізкую рэзанансную частату кандэнсатара.
А скразны кандэнсатар можа быць усталяваны непасрэдна на металічнай панэлі, выкарыстоўваючы металічную панэль у ролі высокачашчыннай ізаляцыі.Аднак пры выкарыстанні скразнога кандэнсатара неабходна звярнуць увагу на праблему ўстаноўкі.
Самым вялікім недахопам скразнога кандэнсатара з'яўляецца боязь высокай тэмпературы і тэмпературнага ўздзеяння, што выклікае вялікія цяжкасці пры зварцы скразнога кандэнсатара з металічнай панэллю.
Многія кандэнсатары пашкоджваюцца падчас зваркі.Асабліва калі на панэлі неабходна ўсталяваць вялікую колькасць стрыжневых кандэнсатараў, пакуль ёсць пашкоджанне, яго цяжка адрамантаваць, таму што калі пашкоджаны кандэнсатар выдалены, гэта прывядзе да пашкоджання іншых бліжэйшых кандэнсатараў.
2.Агульная індуктыўнасць
Паколькі праблемы, з якімі сутыкаецца ЭМС, у асноўным звязаны з перашкодамі ў агульным рэжыме, індуктары з агульным рэжымам таксама з'яўляюцца адным з часта выкарыстоўваюцца магутных кампанентаў.
Шпулька індуктыўнасці агульнага рэжыму - гэта прылада падаўлення перашкод синфазнага рэжыму з ферытавым стрыжнем, якая складаецца з дзвюх шпулек аднолькавага памеру і аднолькавай колькасці віткоў, сіметрычна накручаных на адзін і той жа ферытавы кальцавы магнітны стрыжань, утвараючы прыладу з чатырма клемамі, якая мае вялікі эфект падаўлення індуктыўнасці для сігналу агульнага рэжыму і малую індуктыўнасць уцечкі для сігналу дыферэнцыяльнага рэжыму.
Прынцып заключаецца ў тым, што калі цячэ синфазны ток, магнітны паток у магнітным кольцы накладваецца адзін на аднаго, такім чынам, маючы значную індуктыўнасць, якая перашкаджае синфазному току, і калі дзве шпулькі працякаюць праз дыферэнцыяльны ток, магнітны паток у магнітным кольцы кампенсуюць адзін аднаго, і індуктыўнасці амаль няма, таму ток дыферэнцыяльнага рэжыму можа праходзіць без згасання.
Такім чынам, індуктар синфазнага рэжыму можа эфектыўна душыць сігнал перашкод синфазнага рэжыму ў збалансаванай лініі, але не ўплывае на нармальную перадачу сігналу дыферэнцыяльнага рэжыму.
Шпулькі індуктыўнасці агульнага рэжыму павінны адпавядаць наступным патрабаванням пры іх вытворчасці:
(1) Правады, наматаныя на стрыжань шпулькі, павінны быць ізаляваны, каб не было кароткага замыкання паміж віткамі шпулькі пад дзеяннем імгненнага перанапружання;
(2) Калі шпулька цячэ праз імгненны вялікі ток, магнітны стрыжань не павінен быць насычаны;
(3) Магнітны стрыжань у шпульцы павінен быць ізаляваны ад шпулькі, каб прадухіліць паломку паміж імі пад дзеяннем імгненнага перанапружання;
(4) Шпулька павінна быць наматана ў адзін пласт, наколькі гэта магчыма, каб паменшыць паразітную ёмістасць шпулькі і павялічыць здольнасць шпулькі перадаваць пераходныя перанапружання.
У нармальных умовах, звяртаючы ўвагу на выбар дыяпазону частот, неабходнага для фільтрацыі, чым большы імпеданс синфазнага рэжыму, тым лепш, таму пры выбары індуктара для синфазного індуктара нам трэба глядзець на дадзеныя прылады, у асноўным у залежнасці ад частата імпеданснай крывой.
Акрамя таго, пры выбары звярніце ўвагу на ўплыў імпедансу дыферэнцыяльнага рэжыму на сігнал, у асноўным засяродзіўшы ўвагу на імпедансе дыферэнцыяльнага рэжыму, асабліва звяртаючы ўвагу на высакахуткасныя парты.
3.Магнітная пацерка
У працэсе распрацоўкі лічбавай схемы прадукту ЭМС мы часта выкарыстоўваем магнітныя шарыкі, ферытавы матэрыял - гэта жалеза-магніевы сплаў або жалеза-нікелевы сплаў, гэты матэрыял мае высокую магнітную пранікальнасць, ён можа быць індуктарам паміж абмоткай шпулькі ў выпадку высокай частата і высокі супраціў генеруецца мінімум ёмістасці.
Ферытавыя матэрыялы звычайна выкарыстоўваюцца на высокіх частотах, таму што на нізкіх частотах іх асноўныя характарыстыкі індуктыўнасці робяць страты ў лініі вельмі малымі.На высокіх частотах яны ў асноўным з'яўляюцца характарыстыкамі рэактыўнага супраціву і змяняюцца з частатой.У практычных прымяненнях ферытавыя матэрыялы выкарыстоўваюцца ў якасці высокачашчынных атэнюатараў для радыёчастотных ланцугоў.
Фактычна, ферыт лепш эквівалентны паралелі супраціўлення і індуктыўнасці, супраціўленне замыкаецца індуктарам на нізкай частаце, а імпеданс індуктыўнасці становіцца даволі высокім на высокай частаце, так што ўвесь ток праходзіць праз супраціўленне.
Ферыт - спажывальны прыбор, на якім высокачашчынная энергія ператвараецца ў цеплавую, што вызначаецца характарыстыкамі яго электрычнага супраціву.Ферытавыя магнітныя шарыкі маюць лепшыя характарыстыкі высокачашчыннай фільтрацыі, чым звычайныя індуктары.
Ферыт з'яўляецца рэзістыўным на высокіх частотах, што эквівалентна індуктыўнасці з вельмі нізкім каэфіцыентам якасці, таму ён можа падтрымліваць высокі імпеданс у шырокім дыяпазоне частот, тым самым паляпшаючы эфектыўнасць высокачашчыннай фільтрацыі.
У дыяпазоне нізкіх частот імпеданс складаецца з індуктыўнасці.Пры нізкай частаце R вельмі малы, а магнітная пранікальнасць стрыжня высокая, таму індуктыўнасць вялікая.L гуляе важную ролю, і электрамагнітныя перашкоды падаўляюцца адлюстраваннем.І ў гэты час страты магнітнага стрыжня невялікія, уся прылада мае нізкія страты, высокую Q характарыстыку індуктара, гэты індуктар лёгка выклікаць рэзананс, таму ў дыяпазоне нізкіх частот часам могуць узнікаць павышаныя перашкоды пасля выкарыстання ферытавых магнітных шарыкаў.
У дыяпазоне высокіх частот імпеданс складаецца з кампанентаў супраціву.З павелічэннем частаты пранікальнасць магнітнага стрыжня памяншаецца, што прыводзіць да памяншэння індуктыўнасці індуктыўнасці і памяншэння індуктыўнага кампанента рэактыўнага супраціву.
Аднак у гэты час страты магнітнага стрыжня ўзрастаюць, складнік супраціву павялічваецца, што прыводзіць да павелічэння агульнага імпедансу, і калі высокачашчынны сігнал праходзіць праз ферыт, электрамагнітныя перашкоды паглынаюцца і ператвараюцца ў форму цеплаадводу.
Кампаненты для падаўлення ферыту шырока выкарыстоўваюцца ў друкаваных поплатках, лініях электраперадачы і перадачы дадзеных.Напрыклад, ферытавы элемент падаўлення дадаецца да ўваходнага канца сеткавага шнура друкаванай платы для фільтрацыі высокачашчынных перашкод.
Ферытавае магнітнае кольца або магнітная пацерка спецыяльна выкарыстоўваюцца для падаўлення высокачашчынных і пікавых перашкод на сігнальных лініях і лініях электраперадач, а таксама маюць здольнасць паглынаць перашкоды ад імпульсу электрастатычнага разраду.Выкарыстанне чып-магнітных шарыкаў або чып-індуктараў у асноўным залежыць ад практычнага прымянення.
Мікрасхемы індуктыўнасці выкарыстоўваюцца ў рэзанансных ланцугах.Калі трэба ліквідаваць непатрэбныя шумы EMI, лепш за ўсё выкарыстоўваць магнітныя шарыкі чыпа.
Прымяненне чып-магнітных шарыкаў і чып-індуктараў
Чып-індуктары:Радыёчастотная (РЧ) і бесправадная сувязь, абсталяванне інфармацыйных тэхналогій, радар-дэтэктары, аўтамабільная электроніка, сотавыя тэлефоны, пэйджары, аўдыёабсталяванне, персанальныя лічбавыя памочнікі (КПК), бесправадныя сістэмы дыстанцыйнага кіравання і модулі нізкавольтнага сілкавання.
Чып-магнітныя шарыкі:Схемы генерацыі тактавага сігналу, фільтрацыя паміж аналагавымі і лічбавымі схемамі, унутраныя раздымы ўваходу/вываду ўводу/вываду (напрыклад, паслядоўныя парты, паралельныя парты, клавіятуры, мышы, міжгароднія тэлекамунікацыі, лакальныя сеткі), радыечастотныя схемы і лагічныя прылады, успрымальныя да перашкод, фільтраванне высокачашчынных кандуктыўных перашкод у ланцугах сілкавання, кампутараў, прынтараў, відэамагнітафонаў (VCRS), падаўленне EMI перашкод у тэлевізійных сістэмах і мабільных тэлефонах.
Адзінкай магнітнага шарыка з'яўляецца ом, таму што адзінка магнітнага шарыка з'яўляецца намінальнай у адпаведнасці з імпедансам, які ён стварае на пэўнай частаце, і адзінкай імпедансу таксама з'яўляецца ом.
ТАБЛІЦА ДАННЫХ магнітнай шарыкі звычайна забяспечвае частату і характарыстыкі імпедансу крывой, як правіла, 100 МГц у якасці стандарту, напрыклад, калі частата роўная 100 МГц, калі супраціў магнітнай шарыкі эквівалентны 1000 Ом.
Для дыяпазону частот, які мы хочам адфільтраваць, нам трэба выбраць, чым большы імпеданс магнітнай шарыкі, тым лепш, звычайна выбіраюць супраціў 600 Ом або больш.
Акрамя таго, пры выбары магнітных шарыкаў неабходна звярнуць увагу на паток магнітных шарыкаў, які, як правіла, павінен быць зніжаны на 80%, і варта ўлічваць уплыў імпедансу пастаяннага току на падзенне напружання пры выкарыстанні ў сілавых ланцугах.
Час публікацыі: 24 ліпеня 2023 г