Os condensadores de filtro, os indutores de modo común e as perlas magnéticas son figuras comúns nos circuítos de deseño EMC e tamén son tres poderosas ferramentas para eliminar as interferencias electromagnéticas.
Para o papel destes tres no circuíto, creo que hai moitos enxeñeiros non entenden, o artigo do deseño dunha análise detallada do principio de eliminar os tres EMC máis nítida.
1.Condensador de filtro
Aínda que a resonancia do capacitor non é desexable desde o punto de vista da filtración do ruído de alta frecuencia, a resonancia do capacitor non sempre é prexudicial.
Cando se determina a frecuencia do ruído a filtrar, pódese axustar a capacidade do capacitor para que o punto de resonancia caia só sobre a frecuencia de perturbación.
Na enxeñaría práctica, a frecuencia do ruído electromagnético que se debe filtrar adoita ser tan alta como centos de MHz, ou incluso máis de 1 GHz.Para tal ruído electromagnético de alta frecuencia, é necesario usar un capacitor de núcleo para filtrar eficazmente.
A razón pola que os capacitores comúns non poden filtrar eficazmente o ruído de alta frecuencia débese a dúas razóns:
(1) Unha razón é que a inductancia do cable do capacitor provoca a resonancia do capacitor, que presenta unha gran impedancia ao sinal de alta frecuencia e debilita o efecto de derivación do sinal de alta frecuencia;
(2) Outra razón é que a capacidade parasitaria entre os fíos que acoplan o sinal de alta frecuencia, reducindo o efecto de filtrado.
A razón pola que o capacitor de núcleo pode filtrar eficazmente o ruído de alta frecuencia é que o capacitor de núcleo non só non ten o problema de que a inductancia de chumbo fai que a frecuencia de resonancia do capacitor sexa demasiado baixa.
E o capacitor de núcleo pasante pódese instalar directamente no panel metálico, usando o panel metálico para desempeñar o papel de illamento de alta frecuencia.Non obstante, ao usar o capacitor de núcleo, o problema ao que hai que prestar atención é o problema de instalación.
A maior debilidade do capacitor de núcleo pasante é o medo a altas temperaturas e impactos de temperatura, o que causa grandes dificultades á hora de soldar o capacitor de núcleo pasante ó panel metálico.
Moitos capacitores danan durante a soldadura.Especialmente cando hai que instalar un gran número de capacitores de núcleo no panel, sempre que haxa un dano, é difícil de reparar, porque cando se elimina o capacitor danado, causará danos a outros capacitores próximos.
2. Inductancia de modo común
Dado que os problemas aos que se enfronta EMC son na súa maioría interferencias de modo común, os indutores de modo común tamén son un dos nosos compoñentes potentes de uso común.
O indutor de modo común é un dispositivo de supresión de interferencias de modo común con ferrita como núcleo, que consta de dúas bobinas do mesmo tamaño e o mesmo número de voltas enroladas simétricamente no mesmo núcleo magnético de anel de ferrita para formar un dispositivo de catro terminais, que ten un gran efecto de supresión de inductancia para o sinal de modo común e unha pequena inductancia de fuga para o sinal de modo diferencial.
O principio é que cando a corrente de modo común flúe, o fluxo magnético no anel magnético se superpón, tendo así unha inductancia considerable, que inhibe a corrente de modo común, e cando as dúas bobinas flúen pola corrente de modo diferencial, o fluxo magnético. no anel magnético cancela entre si, e case non hai inductancia, polo que a corrente de modo diferencial pode pasar sen atenuación.
Polo tanto, o indutor de modo común pode suprimir eficazmente o sinal de interferencia de modo común na liña equilibrada, pero non ten ningún efecto sobre a transmisión normal do sinal de modo diferencial.
Os indutores de modo común deben cumprir os seguintes requisitos cando se fabriquen:
(1) Os fíos enrolados no núcleo da bobina deben estar illados para garantir que non haxa un curtocircuíto de avaría entre as voltas da bobina baixo a acción da sobretensión instantánea;
(2) Cando a bobina flúe a través da gran corrente instantánea, o núcleo magnético non debe estar saturado;
(3) O núcleo magnético da bobina debe estar illado da bobina para evitar a ruptura entre as dúas baixo a acción da sobretensión instantánea;
(4) A bobina debe ser enrolada nunha soa capa na medida do posible, para reducir a capacidade parasitaria da bobina e mellorar a capacidade da bobina para transmitir sobretensión transitoria.
En circunstancias normais, mentres se presta atención á selección da banda de frecuencia necesaria para filtrar, canto maior sexa a impedancia de modo común, mellor, polo que debemos mirar os datos do dispositivo ao seleccionar o indutor de modo común, principalmente segundo o curva de frecuencia de impedancia.
Ademais, ao seleccionar, preste atención ao impacto da impedancia do modo diferencial no sinal, centrándose principalmente na impedancia do modo diferencial, prestando especial atención aos portos de alta velocidade.
3.Gran magnética
No proceso de deseño EMC do circuíto dixital do produto, moitas veces usamos esferas magnéticas, o material de ferrita é aliaxe de ferro-magnesio ou aliaxe de ferro-níquel, este material ten unha alta permeabilidade magnética, pode ser o indutor entre o enrolamento da bobina no caso de alta. frecuencia e alta resistencia xerada capacidade mínima.
Os materiais de ferrita adoitan usarse a altas frecuencias, porque a baixas frecuencias as súas principais características de inductancia fan que a perda na liña sexa moi pequena.En frecuencias altas, son principalmente relacións características de reactancia e cambian coa frecuencia.En aplicacións prácticas, os materiais de ferrita úsanse como atenuadores de alta frecuencia para circuítos de radiofrecuencia.
De feito, a ferrita é mellor equivalente ao paralelo de resistencia e inductancia, a resistencia é curtocircuitada polo indutor a baixa frecuencia e a impedancia do indutor faise bastante alta a alta frecuencia, polo que toda a corrente pasa pola resistencia.
A ferrita é un dispositivo consumidor no que a enerxía de alta frecuencia se converte en enerxía térmica, que está determinada polas súas características de resistencia eléctrica.As perlas magnéticas de ferrita teñen mellores características de filtrado de alta frecuencia que os indutores comúns.
A ferrita é resistiva a altas frecuencias, equivalente a un indutor cun factor de calidade moi baixo, polo que pode manter unha alta impedancia nun amplo rango de frecuencias, mellorando así a eficiencia do filtrado de alta frecuencia.
Na banda de baixa frecuencia, a impedancia está composta por inductancia.A baixa frecuencia, R é moi pequeno e a permeabilidade magnética do núcleo é alta, polo que a inductancia é grande.L desempeña un papel importante, e as interferencias electromagnéticas son suprimidas pola reflexión.E neste momento, a perda do núcleo magnético é pequena, todo o dispositivo é unha baixa perda, alta Q características do indutor, este indutor é fácil de causar resonancia, polo que na banda de baixa frecuencia, ás veces pode haber interferencia mellorada. despois do uso de perlas magnéticas de ferrita.
Na banda de alta frecuencia, a impedancia está composta por compoñentes de resistencia.A medida que aumenta a frecuencia, a permeabilidade do núcleo magnético diminúe, o que resulta nunha diminución da inductancia do indutor e unha diminución da compoñente de reactancia indutiva.
Non obstante, neste momento, a perda do núcleo magnético aumenta, o compoñente de resistencia aumenta, o que resulta nun aumento da impedancia total e, cando o sinal de alta frecuencia pasa pola ferrita, a interferencia electromagnética é absorbida e convertida na forma. de disipación de calor.
Os compoñentes de supresión de ferrita úsanse amplamente en placas de circuíto impreso, liñas eléctricas e liñas de datos.Por exemplo, engádese un elemento de supresión de ferrita ao extremo de entrada do cable de alimentación da tarxeta impresa para filtrar as interferencias de alta frecuencia.
O anel magnético de ferrita ou a perla magnética úsase especialmente para suprimir as interferencias de alta frecuencia e as interferencias máximas nas liñas de sinal e as liñas eléctricas, e tamén ten a capacidade de absorber a interferencia do pulso de descarga electrostática.O uso de perlas magnéticas de chip ou indutores de chip depende principalmente da aplicación práctica.
Os indutores de chip utilízanse en circuítos resonantes.Cando hai que eliminar o ruído EMI innecesario, o uso de contas magnéticas de chip é a mellor opción.
Aplicación de perlas magnéticas de chip e indutores de chip
Inductores de chip:Radiofrecuencia (RF) e comunicacións sen fíos, equipos de tecnoloxía da información, detectores de radar, produtos electrónicos para automóbiles, teléfonos móbiles, buscapersonas, equipos de audio, asistentes dixitais persoais (PDA), sistemas de control remoto sen fíos e módulos de fonte de enerxía de baixa tensión.
Chip de contas magnéticas:Circuítos xeradores de reloxos, filtrado entre circuítos analóxicos e dixitais, conectores internos de entrada/saída de E/S (como portos serie, portos paralelos, teclados, ratos, telecomunicacións de longa distancia, redes de área local), circuítos de RF e dispositivos lóxicos susceptibles de interferencias, filtrado de interferencias conducidas de alta frecuencia en circuítos de alimentación, ordenadores, impresoras, gravadores de vídeo (VCRS), supresión de ruído EMI en sistemas de televisión e teléfonos móbiles.
A unidade da perla magnética é ohmios, porque a unidade da perla magnética é nominal de acordo coa impedancia que produce a unha determinada frecuencia, e a unidade de impedancia tamén é ohmios.
A FICHA DE DATOS da perla magnética xeralmente proporcionará as características de frecuencia e impedancia da curva, xeralmente 100MHz como estándar, por exemplo, cando a frecuencia de 100MHz cando a impedancia da perla magnética é equivalente a 1000 ohmios.
Para a banda de frecuencia que queremos filtrar, necesitamos escoller canto maior sexa a impedancia da perla magnética, mellor, normalmente escoller unha impedancia de 600 ohmios ou máis.
Ademais, ao seleccionar esferas magnéticas, é necesario prestar atención ao fluxo de contas magnéticas, que xeralmente debe reducirse nun 80%, e debe considerarse a influencia da impedancia de CC na caída de tensión cando se usa en circuítos de enerxía.
Hora de publicación: 24-Xul-2023