Filtre kapasitörleri, ortak modlu indüktörler ve manyetik boncuklar EMC tasarım devrelerinde yaygın olarak görülen rakamlardır ve aynı zamanda elektromanyetik paraziti ortadan kaldıran üç güçlü araçtır.
Bu üçünün devredeki rolünü anlayamayan birçok mühendisin olduğuna inanıyorum, makale tasarımından en keskin üç EMC'yi ortadan kaldırma ilkesinin ayrıntılı bir analizini yapıyor.
1. Filtre kondansatörü
Yüksek frekanslı gürültünün filtrelenmesi açısından kapasitörün rezonansı arzu edilmese de, kapasitörün rezonansı her zaman zararlı değildir.
Filtrelenecek gürültünün frekansı belirlendiğinde, kapasitörün kapasitesi, rezonans noktası sadece bozucu frekansın üzerine düşecek şekilde ayarlanabilir.
Pratik mühendislikte, filtrelenecek elektromanyetik gürültünün frekansı genellikle yüzlerce MHz kadar yüksektir, hatta 1 GHz'den fazladır. Bu tür yüksek frekanslı elektromanyetik gürültüyü etkili bir şekilde filtrelemek için bir çekirdek kapasitörünün kullanılması gerekir.
Sıradan kapasitörlerin yüksek frekanslı gürültüyü etkili bir şekilde filtreleyememesinin nedeni iki nedenden kaynaklanmaktadır:
(1) Bunun bir nedeni, kapasitör kablosunun endüktansının, yüksek frekans sinyaline büyük bir empedans sunan ve yüksek frekans sinyalinin baypas etkisini zayıflatan kapasitör rezonansına neden olmasıdır;
(2) Diğer bir neden ise yüksek frekans sinyalini bağlayan teller arasındaki parazitik kapasitansın filtreleme etkisini azaltmasıdır.
Çekirdek içi kapasitörün yüksek frekanslı gürültüyü etkili bir şekilde filtreleyebilmesinin nedeni, çekirdek içi kapasitörün kurşun endüktansının kapasitör rezonans frekansının çok düşük olmasına neden olması sorununun olmamasıdır.
Ve geçiş-çekirdek kapasitör, yüksek frekanslı izolasyon rolünü oynamak için metal panel kullanılarak doğrudan metal panele monte edilebilir. Ancak geçiş çekirdekli kapasitör kullanırken dikkat edilmesi gereken sorun kurulum sorunudur.
Geçişli kapasitörün en büyük zayıflığı, yüksek sıcaklık ve sıcaklık etkisi korkusudur; bu, geçiş çekirdekli kapasitörün metal panele kaynaklanması sırasında büyük zorluklara neden olur.
Kaynak sırasında birçok kapasitör hasar görür. Özellikle panele çok sayıda çekirdekli kapasitör takılması gerektiğinde, hasar olduğu sürece tamiri zordur çünkü hasarlı kapasitör çıkarıldığında yakındaki diğer kapasitörlere zarar verecektir.
2.Ortak mod endüktansı
EMC'nin karşılaştığı sorunlar çoğunlukla ortak mod girişimi olduğundan, ortak mod indüktörleri de yaygın olarak kullanılan güçlü bileşenlerimizden biridir.
Ortak modlu indüktör, çekirdeği ferrit olan, aynı boyutta iki bobinden ve dört terminalli bir cihaz oluşturmak üzere aynı ferrit halka manyetik çekirdeği üzerine simetrik olarak sarılmış aynı sayıda dönüşten oluşan ortak modlu bir girişim bastırma cihazıdır. ortak mod sinyali için büyük bir endüktans bastırma etkisine ve diferansiyel mod sinyali için küçük bir kaçak endüktansa sahiptir.
Prensip, ortak mod akımı aktığında, manyetik halkadaki manyetik akı birbirinin üzerine biner, böylece önemli bir endüktansa sahip olur, bu da ortak mod akımını engeller ve iki bobin diferansiyel mod akımından aktığında manyetik akı oluşur. Manyetik halkadaki akım birbirini iptal eder ve neredeyse hiç endüktans yoktur, bu nedenle diferansiyel mod akımı zayıflamadan geçebilir.
Bu nedenle ortak mod indüktörü, dengeli hattaki ortak mod girişim sinyalini etkili bir şekilde bastırabilir, ancak diferansiyel mod sinyalinin normal iletimi üzerinde hiçbir etkisi yoktur.
Ortak modlu indüktörler üretildiklerinde aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:
(1) Bobin çekirdeğine sarılan teller, anlık aşırı gerilim etkisi altında bobinin dönüşleri arasında herhangi bir kısa devre arızası olmamasını sağlamak için yalıtılmalıdır;
(2) Bobin anlık büyük akımdan aktığında, manyetik çekirdek doymamalıdır;
(3) Bobin içindeki manyetik çekirdek, anlık aşırı gerilim etkisi altında ikisi arasında bozulmayı önlemek için bobinden yalıtılmalıdır;
(4) Bobinin parazitik kapasitansını azaltmak ve bobinin geçici aşırı voltajı iletme yeteneğini arttırmak için bobin mümkün olduğunca tek bir katman halinde sarılmalıdır.
Normal şartlarda, filtreleme için gereken frekans bandının seçimine dikkat ederken, ortak mod empedansı ne kadar büyük olursa o kadar iyidir, bu nedenle ortak mod indüktörünü seçerken esas olarak cihaz verilerine bakmamız gerekir. empedans frekans eğrisi.
Ek olarak, seçim yaparken diferansiyel mod empedansının sinyal üzerindeki etkisine dikkat edin, esas olarak diferansiyel mod empedansına odaklanın ve özellikle yüksek hızlı bağlantı noktalarına dikkat edin.
3.Manyetik boncuk
Ürün dijital devre EMC tasarım sürecinde sıklıkla manyetik boncuklar kullanırız, ferrit malzemesi demir-magnezyum alaşımı veya demir-nikel alaşımıdır, bu malzeme yüksek manyetik geçirgenliğe sahiptir, yüksek durumda bobin sarımı arasındaki indüktör olabilir frekans ve yüksek dirençle üretilen minimum kapasitans.
Ferrit malzemeler genellikle yüksek frekanslarda kullanılır çünkü düşük frekanslarda ana endüktans özellikleri hattaki kaybı çok küçük hale getirir. Yüksek frekanslarda bunlar esas olarak reaktans karakteristik oranlarıdır ve frekansla birlikte değişir. Pratik uygulamalarda ferrit malzemeler, radyo frekans devrelerinde yüksek frekans zayıflatıcı olarak kullanılır.
Aslında ferrit, direnç ve endüktansın paraleline daha iyi eşdeğerdir, direnç, düşük frekansta indüktör tarafından kısa devre yapılır ve indüktör empedansı, yüksek frekansta oldukça yüksek olur, böylece akımın tamamı dirençten geçer.
Ferrit, yüksek frekanslı enerjinin, elektriksel direnç özellikleriyle belirlenen ısı enerjisine dönüştürüldüğü, tüketen bir cihazdır. Ferrit manyetik boncuklar, sıradan indüktörlerden daha iyi yüksek frekans filtreleme özelliklerine sahiptir.
Ferrit, çok düşük kalite faktörüne sahip bir indüktöre eşdeğer olarak yüksek frekanslarda dirençlidir, dolayısıyla geniş bir frekans aralığında yüksek empedansı koruyabilir, böylece yüksek frekans filtrelemenin verimliliğini artırır.
Düşük frekans bandında empedans endüktanstan oluşur. Düşük frekansta R çok küçüktür ve çekirdeğin manyetik geçirgenliği yüksektir, dolayısıyla endüktans büyüktür. L önemli bir rol oynar ve elektromanyetik girişim yansımayla bastırılır. Ve şu anda, manyetik çekirdeğin kaybı küçüktür, cihazın tamamı düşük kayıplıdır, indüktörün yüksek Q özellikleri vardır, bu indüktörün rezonansa neden olması kolaydır, bu nedenle düşük frekans bandında bazen parazit artabilir Ferrit manyetik boncukların kullanımından sonra.
Yüksek frekans bandında empedans direnç bileşenlerinden oluşur. Frekans arttıkça manyetik çekirdeğin geçirgenliği azalır, bu da indüktörün endüktansında bir azalmaya ve endüktif reaktans bileşeninde bir azalmaya neden olur.
Ancak bu sırada manyetik çekirdek kaybı artar, direnç bileşeni artar, bu da toplam empedansta bir artışa neden olur ve yüksek frekanslı sinyal ferritten geçtiğinde elektromanyetik girişim emilir ve forma dönüştürülür. ısı dağılımı.
Ferrit bastırma bileşenleri, baskılı devre kartlarında, güç hatlarında ve veri hatlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, yüksek frekanslı paraziti filtrelemek için baskılı devre kartının güç kablosunun giriş ucuna bir ferrit bastırma elemanı eklenir.
Ferrit manyetik halka veya manyetik boncuk, sinyal hatları ve güç hatları üzerindeki yüksek frekanslı paraziti ve tepe parazitini bastırmak için özel olarak kullanılır ve ayrıca elektrostatik deşarj darbe girişimini absorbe etme özelliğine de sahiptir. Çip manyetik boncukların veya çip indüktörlerinin kullanımı esas olarak pratik uygulamaya bağlıdır.
Rezonans devrelerinde çip indüktörleri kullanılır. Gereksiz EMI gürültüsünün ortadan kaldırılması gerektiğinde çip manyetik boncukların kullanılması en iyi seçimdir.
Çip manyetik boncukların ve çip indüktörlerinin uygulanması
Çip indüktörleri:Radyo frekansı (RF) ve kablosuz iletişim, bilgi teknolojisi ekipmanı, radar dedektörleri, otomotiv elektroniği, cep telefonları, çağrı cihazları, ses ekipmanı, kişisel dijital asistanlar (PDA'lar), kablosuz uzaktan kumanda sistemleri ve düşük voltajlı güç kaynağı modülleri.
Çip manyetik boncuklar:Saat üreten devreler, analog ve dijital devreler arasında filtreleme, G/Ç giriş/çıkış dahili konektörleri (seri bağlantı noktaları, paralel bağlantı noktaları, klavyeler, fareler, uzun mesafe telekomünikasyon, yerel alan ağları gibi), RF devreleri ve duyarlı mantıksal cihazlar parazit, güç kaynağı devrelerinde, bilgisayarlarda, yazıcılarda, video kaydedicilerde (VCRS) yüksek frekansta iletilen parazitin filtrelenmesi, televizyon sistemlerinde ve cep telefonlarında EMI gürültüsünün bastırılması.
Manyetik boncuğun birimi ohmdur çünkü manyetik boncuğun birimi belirli bir frekansta ürettiği empedansa göre nominaldir ve empedansın birimi de ohmdur.
Manyetik boncuk VERİ SAYFASI genel olarak eğrinin frekans ve empedans özelliklerini sağlayacaktır; standart olarak genellikle 100MHz, örneğin manyetik boncuğun empedansı 1000 ohm'a eşdeğer olduğunda 100MHz frekansı.
Filtrelemek istediğimiz frekans bandı için, manyetik boncuğun empedansı ne kadar büyükse, o kadar iyi, genellikle 600 ohm empedans veya daha fazlasını seçmemiz gerekir.
Ek olarak, manyetik boncukları seçerken, genellikle % 80 oranında azaltılması gereken manyetik boncukların akısına dikkat etmek gerekir ve güç devrelerinde kullanıldığında DC empedansının voltaj düşüşü üzerindeki etkisi dikkate alınmalıdır.
Gönderim zamanı: Temmuz-24-2023
