Filtrikondensaatorid, ühisrežiimi induktiivpoolid ja magnethelmed on elektromagnetilise ühilduvuse konstruktsiooniahelates tavalised näitajad ning kolm võimsat tööriista elektromagnetiliste häirete kõrvaldamiseks.
Sest rolli need kolm vooluringi, ma usun, et paljud insenerid ei saa aru, artikli disaini üksikasjalik analüüs põhimõttest kõrvaldada kolm EMC teravaim.
1.Filtri kondensaator
Kuigi kondensaatori resonants on kõrgsagedusmüra väljafiltreerimise seisukohalt ebasoovitav, ei ole kondensaatori resonants alati kahjulik.
Filtreeritava müra sageduse kindlaksmääramisel saab kondensaatori võimsust reguleerida nii, et resonantspunkt langeb just häiresagedusele.
Praktilises tehnikas on filtreeritava elektromagnetilise müra sagedus sageli sadu MHz või isegi üle 1 GHz. Sellise kõrgsagedusliku elektromagnetilise müra jaoks on tõhusaks väljafiltreerimiseks vaja kasutada läbiva südamiku kondensaatorit.
Põhjus, miks tavalised kondensaatorid ei suuda kõrgsageduslikku müra tõhusalt välja filtreerida, on kahel põhjusel:
(1) Üks põhjus on see, et kondensaatori juhtme induktiivsus põhjustab kondensaatori resonantsi, mis tekitab kõrgsagedussignaalile suure impedantsi ja nõrgendab kõrgsagedussignaali möödaviiguefekti;
(2) Teine põhjus on see, et kõrgsagedussignaali ühendavate juhtmete vaheline parasiitmahtuvus vähendab filtreerimisefekti.
Põhjus, miks läbisüdamikuga kondensaator suudab tõhusalt kõrgsageduslikku müra välja filtreerida, on see, et läbisüdamiku kondensaatoril pole mitte ainult seda probleemi, et juhtme induktiivsus põhjustab kondensaatori resonantssageduse liiga madalat.
Ja läbisüdamiku kondensaatori saab paigaldada otse metallpaneelile, kasutades metallpaneeli kõrgsagedusliku isolatsiooni rollis. Läbisüdamiku kondensaatori kasutamisel tuleb aga tähelepanu pöörata paigaldusprobleemile.
Läbisüdamiku kondensaatori suurimaks nõrkuseks on hirm kõrge temperatuuri ja temperatuuri mõju ees, mis tekitab suuri raskusi läbisüdamiku kondensaatori metallpaneeli külge keevitamisel.
Paljud kondensaatorid on keevitamise ajal kahjustatud. Eriti siis, kui paneelile on vaja paigaldada suur hulk südamikukondensaatoreid, seni kuni on kahjustus, on seda raske parandada, sest kahjustatud kondensaatori eemaldamisel kahjustab see teisi läheduses asuvaid kondensaatoreid.
2.Ühisrežiimi induktiivsus
Kuna probleemid, millega EMC silmitsi seisavad, on enamasti tavarežiimilised häired, on tavarežiimiga induktiivpoolid ka üks meie sagedamini kasutatavatest võimsatest komponentidest.
Ühisrežiimiline induktiivpool on ühisrežiimiline häirete summutamise seade, mille südamikuks on ferriit ja mis koosneb kahest sama suuruse ja sama arvu keerdude arvust, mis on sümmeetriliselt keritud samale ferriitrõnga magnetsüdamikule, moodustades nelja klemmiga seadme, mis omab ühisrežiimi signaali jaoks suurt induktiivsuse summutamise efekti ja diferentsiaalrežiimi signaali jaoks väikest lekkeinduktiivsust.
Põhimõte seisneb selles, et kui ühisrežiimi vool voolab, siis magnetvoog magnetrõngas kattub üksteisega, omades seega märkimisväärset induktiivsust, mis pärsib ühisrežiimi voolu, ja kui kaks mähist voolavad läbi diferentsiaalrežiimi voolu, tekib magnetvoog. magnetrõngas tühistab üksteist ja induktiivsus peaaegu puudub, nii et diferentsiaalrežiimi vool võib läbida ilma sumbumiseta.
Seetõttu võib ühisrežiimi induktiivpool tõhusalt summutada ühisrežiimi häiresignaali tasakaalustatud liinis, kuid see ei mõjuta diferentsiaalrežiimi signaali normaalset edastamist.
Tavarežiimiga induktiivpoolid peaksid nende valmistamisel vastama järgmistele nõuetele:
(1) Pooli südamikule keritud juhtmed peaksid olema isoleeritud, et vältida hetkelise ülepinge mõjul mähise keerdude vahelist lühist;
(2) Kui mähis voolab läbi hetkelise suure voolu, ei tohiks magnetsüdamik olla küllastunud;
(3) Mähise magnetsüdamik peaks olema mähisest isoleeritud, et vältida nende kahe purunemist hetkelise ülepinge mõjul;
(4) Mähis tuleks võimalikult palju kerida ühes kihis, et vähendada mähise parasiitmahtuvust ja suurendada mähise võimet edastada mööduvat ülepinget.
Tavaolukorras, pöörates tähelepanu filtreerimiseks vajaliku sagedusriba valikule, mida suurem on ühisrežiimi takistus, seda parem, seega peame ühisrežiimi induktiivpooli valimisel vaatama seadme andmeid, peamiselt vastavalt impedantsi sageduskõver.
Lisaks pöörake valimisel tähelepanu diferentsiaalrežiimi impedantsi mõjule signaalile, keskendudes peamiselt diferentsiaalrežiimi impedantsile, pöörates eriti tähelepanu kiiretele portidele.
3. Magnethelmes
Toote digitaalse vooluringi EMC projekteerimisprotsessis kasutame sageli magnethelmeid, ferriitmaterjal on raua-magneesiumi sulam või raua-nikli sulam, sellel materjalil on kõrge magnetiline läbilaskvus, see võib olla induktiivpooli mähise vahel kõrge pinge korral. sageduse ja suure takistusega genereeritud mahtuvuse miinimum.
Ferriitmaterjale kasutatakse tavaliselt kõrgetel sagedustel, kuna madalatel sagedustel muudavad nende peamised induktiivsuse omadused liinil väga väikeseks. Kõrgetel sagedustel on need peamiselt reaktiivsuse karakteristikud ja muutuvad sagedusega. Praktilistes rakendustes kasutatakse ferriitmaterjale raadiosageduslike ahelate kõrgsagedussummutitena.
Tegelikult on ferriit parem samaväärne takistuse ja induktiivsuse paralleeliga, madalal sagedusel lühistatakse induktiivpool ja induktiivpooli impedants muutub kõrgel sagedusel üsna suureks, nii et vool läbib takistust.
Ferriit on tarbiv seade, millel kõrgsageduslik energia muundatakse soojusenergiaks, mille määravad ära selle elektritakistuse omadused. Ferriidi magnethelmestel on paremad kõrgsageduslikud filtreerimisomadused kui tavalistel induktiivpoolidel.
Ferriit on takistuslik kõrgetel sagedustel, mis on samaväärne väga madala kvaliteediteguriga induktiivpooliga, nii et see suudab säilitada kõrge impedantsi laias sagedusvahemikus, parandades seeläbi kõrgsagedusfiltrimise efektiivsust.
Madalsagedusalas koosneb impedants induktiivsusest. Madala sagedusega on R väga väike ja südamiku magnetiline läbilaskvus on kõrge, seega on induktiivsus suur. L mängib suurt rolli ja peegeldus summutab elektromagnetilisi häireid. Ja praegu on magnetsüdamiku kadu väike, kogu seade on väikese kadu, induktiivpooli kõrge Q karakteristikuga, sellel induktiivpoolil on lihtne resonantsi tekitada, nii et madala sagedusriba korral võib mõnikord esineda suurenenud häireid. pärast ferriidi magnethelmeste kasutamist.
Kõrgsagedusalas koosneb impedants takistuskomponentidest. Sageduse kasvades magnetsüdamiku läbilaskvus väheneb, mille tulemusel induktiivpooli induktiivsus ja induktiivreaktiivkomponendi vähenemine.
Kuid sel ajal suureneb magnetsüdamiku kadu, suureneb takistuskomponent, mille tulemuseks on kogutakistuse suurenemine ja kui kõrgsageduslik signaal läbib ferriiti, neeldub elektromagnetiline häire ja muundatakse vormiks. soojuse hajumisest.
Ferriidi summutuskomponente kasutatakse laialdaselt trükkplaatides, elektriliinides ja andmeliinides. Näiteks lisatakse trükkplaadi toitejuhtme sisendotsa ferriidist summutuselement kõrgsageduslike häirete filtreerimiseks.
Ferriidi magnetrõngast või magnethelmest kasutatakse spetsiaalselt kõrgsageduslike häirete ja tipphäirete summutamiseks signaaliliinidel ja elektriliinidel, samuti on see võimeline absorbeerima elektrostaatiliste lahenduste impulsside häireid. Kiibi magnethelmeste või kiip induktiivpoolide kasutamine sõltub peamiselt praktilisest rakendusest.
Kiipinduktoreid kasutatakse resonantsahelates. Kui tarbetu EMI-müra on vaja kõrvaldada, on kiibi magnethelmeste kasutamine parim valik.
Kiibi magnethelmeste ja kiip induktiivpoolide pealekandmine
Kiibi induktiivpoolid:Raadiosagedus (RF) ja traadita side, infotehnoloogiaseadmed, radaridetektorid, autoelektroonika, mobiiltelefonid, piiparid, heliseadmed, personaaldigitaalabilised (PDA-d), juhtmeta kaugjuhtimissüsteemid ja madalpinge toitemoodulid.
Kiibi magnethelmed:Kella genereerivad ahelad, filtreerimine analoog- ja digitaalskeemide vahel, sisend-/väljundsisend-/väljundpistikud (nagu jadapordid, paralleelpordid, klaviatuurid, hiired, kaugtelekommunikatsioonid, kohtvõrgud), raadiosagedusahelad ja loogikaseadmed, mis on vastuvõtlikud häired, kõrgsageduslike häirete filtreerimine toiteahelates, arvutites, printerites, videosalvestites (VCRS), EMI-müra summutamine televisioonisüsteemides ja mobiiltelefonides.
Magnethelme ühikuks on oomid, kuna magnethelme ühik on nominaalne vastavalt impedantsile, mida ta teatud sagedusel tekitab, ja impedantsi ühikuks on samuti oomid.
Magnetpärli ANDMELEHT annab üldiselt kõvera sageduse ja impedantsi karakteristikud, tavaliselt standardina 100 MHz, näiteks kui sagedus 100 MHz, kui magnetriba impedants on võrdne 1000 oomiga.
Sagedusriba jaoks, mida tahame filtreerida, peame valima, mida suurem on magnetriba impedants, seda parem, tavaliselt valime takistuse 600 oomi või rohkem.
Lisaks tuleb magnethelmeste valimisel pöörata tähelepanu magnethelmeste voogule, mida tuleb üldjuhul vähendada 80% võrra, ning toiteahelates kasutamisel tuleks arvestada alalisvoolutakistuse mõju pingelangusele.
Postitusaeg: 24. juuli 2023
