Filterkondensatorer, common-mode induktorer og magnetiske perler er vanlige figurer i EMC-designkretser, og er også tre kraftige verktøy for å eliminere elektromagnetisk interferens.
For rollen til disse tre i kretsen, tror jeg det er mange ingeniører ikke forstår, artikkelen fra utformingen av en detaljert analyse av prinsippet om å eliminere de tre EMC skarpeste.
1.Filter kondensator
Selv om resonansen til kondensatoren er uønsket med tanke på å filtrere ut høyfrekvent støy, er ikke resonansen til kondensatoren alltid skadelig.
Når frekvensen til støyen som skal filtreres er bestemt, kan kapasiteten til kondensatoren justeres slik at resonanspunktet akkurat faller på forstyrrelsesfrekvensen.
I praktisk teknikk er frekvensen av elektromagnetisk støy som skal filtreres ofte så høy som hundrevis av MHz, eller til og med mer enn 1 GHz.For slik høyfrekvent elektromagnetisk støy er det nødvendig å bruke en gjennomkjernekondensator for effektivt å filtrere ut.
Grunnen til at vanlige kondensatorer ikke effektivt kan filtrere ut høyfrekvent støy er på grunn av to grunner:
(1) En grunn er at induktansen til kondensatorledningen forårsaker kondensatorresonans, som gir en stor impedans til høyfrekvente signal, og svekker bypass-effekten til høyfrekvente signal;
(2) En annen grunn er at den parasittiske kapasitansen mellom ledningene som kobler høyfrekvente signaler, reduserer filtreringseffekten.
Grunnen til at den gjennomgående kondensatoren effektivt kan filtrere ut høyfrekvent støy er at den gjennomgående kondensatoren ikke bare ikke har det problemet at blyinduktansen gjør at kondensatorens resonansfrekvens er for lav.
Og den gjennomgående kondensatoren kan installeres direkte på metallpanelet, ved å bruke metallpanelet til å spille rollen som høyfrekvent isolasjon.Men når du bruker den gjennomgående kondensatoren, er problemet å ta hensyn til installasjonsproblemet.
Den største svakheten til den gjennomgående kondensatoren er frykten for høy temperatur og temperaturpåvirkning, noe som forårsaker store vanskeligheter ved sveising av den gjennomgående kondensatoren til metallpanelet.
Mange kondensatorer blir skadet under sveising.Spesielt når et stort antall kjernekondensatorer må installeres på panelet, så lenge det er en skade, er det vanskelig å reparere, fordi når den skadede kondensatoren fjernes, vil det forårsake skade på andre nærliggende kondensatorer.
2.Common mode induktans
Siden problemene som EMC står overfor for det meste er common mode interferens, er common mode induktorer også en av våre ofte brukte kraftige komponenter.
Common mode induktoren er en felles modus interferensundertrykkende enhet med ferritt som kjerne, som består av to spoler av samme størrelse og samme antall omdreininger symmetrisk viklet på samme ferrittring magnetiske kjerne for å danne en fire-terminal enhet, som har en stor induktansundertrykkende effekt for fellesmodussignalet, og en liten lekkasjeinduktans for differensialmodussignalet.
Prinsippet er at når fellesmodusstrømmen flyter, overlapper den magnetiske fluksen i den magnetiske ringen hverandre, og har dermed en betydelig induktans, som hemmer fellesmodusstrømmen, og når de to spolene flyter gjennom differensialmodusstrømmen, den magnetiske fluksen i den magnetiske ringen kansellerer hverandre, og det er nesten ingen induktans, så differensialmodusstrømmen kan passere uten demping.
Derfor kan fellesmodus-induktoren effektivt undertrykke fellesmodus-interferenssignalet i den balanserte linjen, men har ingen effekt på den normale overføringen av differensialmodussignalet.
Vanlige induktorer skal oppfylle følgende krav når de produseres:
(1) Ledningene som er viklet på spolekjernen bør isoleres for å sikre at det ikke er kortslutning mellom spolens svinger under påvirkning av øyeblikkelig overspenning;
(2) Når spolen strømmer gjennom den øyeblikkelige store strømmen, bør den magnetiske kjernen ikke være mettet;
(3) Den magnetiske kjernen i spolen bør være isolert fra spolen for å forhindre sammenbrudd mellom de to under påvirkning av øyeblikkelig overspenning;
(4) Spolen bør vikles i et enkelt lag så langt som mulig, for å redusere den parasittiske kapasitansen til spolen og øke spolens evne til å overføre transient overspenning.
Under normale omstendigheter, mens vi tar hensyn til valget av frekvensbåndet som kreves for å filtrere, jo større fellesmodusimpedansen er, jo bedre, så vi må se på enhetsdataene når vi velger common-mode-induktoren, hovedsakelig i henhold til impedans frekvenskurve.
I tillegg, når du velger, vær oppmerksom på virkningen av differensialmodusimpedans på signalet, hovedsakelig fokus på differensialmodusimpedans, spesielt ta hensyn til høyhastighetsporter.
3. Magnetisk perle
I produktets digitale krets EMC-designprosess bruker vi ofte magnetiske perler, ferrittmateriale er jern-magnesium-legering eller jern-nikkel-legering, dette materialet har en høy magnetisk permeabilitet, han kan være induktoren mellom spolens vikling i tilfelle av høy frekvens og høy motstand generert minimum kapasitans.
Ferrittmaterialer brukes vanligvis ved høye frekvenser, fordi deres viktigste induktansegenskaper ved lave frekvenser gjør tapet på linjen svært lite.Ved høye frekvenser er de hovedsakelig reaktanskarakteristiske forhold og endres med frekvensen.I praktiske applikasjoner brukes ferrittmaterialer som høyfrekvente attenuatorer for radiofrekvenskretser.
Faktisk er ferritt bedre ekvivalent med parallellen mellom motstand og induktans, motstanden kortsluttes av induktoren ved lav frekvens, og induktorimpedansen blir ganske høy ved høy frekvens, slik at strømmen går gjennom motstanden.
Ferritt er en forbruker enhet der høyfrekvent energi omdannes til varmeenergi, som bestemmes av dens elektriske motstandsegenskaper.Ferrittmagnetiske perler har bedre høyfrekvente filtreringsegenskaper enn vanlige induktorer.
Ferritt er resistivt ved høye frekvenser, tilsvarende en induktor med svært lav kvalitetsfaktor, så den kan opprettholde en høy impedans over et bredt frekvensområde, og dermed forbedre effektiviteten til høyfrekvensfiltrering.
I lavfrekvensbåndet er impedansen sammensatt av induktans.Ved lav frekvens er R veldig liten, og den magnetiske permeabiliteten til kjernen er høy, så induktansen er stor.L spiller en stor rolle, og elektromagnetisk interferens undertrykkes av refleksjon.Og på dette tidspunktet er tapet av den magnetiske kjernen lite, hele enheten har et lavt tap, høye Q-egenskaper til induktoren, denne induktoren er lett å forårsake resonans, så i lavfrekvensbåndet kan det noen ganger være økt interferens etter bruk av ferrittmagnetiske perler.
I høyfrekvensbåndet er impedansen sammensatt av motstandskomponenter.Når frekvensen øker, reduseres permeabiliteten til den magnetiske kjernen, noe som resulterer i en reduksjon i induktansen til induktoren og en reduksjon i den induktive reaktanskomponenten.
På dette tidspunktet øker imidlertid tapet av den magnetiske kjernen, motstandskomponenten øker, noe som resulterer i en økning i den totale impedansen, og når høyfrekvente signalet passerer gjennom ferritten, absorberes den elektromagnetiske interferensen og konverteres til formen. av varmeavledning.
Ferrittdempende komponenter er mye brukt i trykte kretskort, kraftledninger og datalinjer.For eksempel legges et ferrittdempende element til innløpsenden av strømledningen til det trykte kortet for å filtrere ut høyfrekvent interferens.
Ferrittmagnetisk ring eller magnetisk perle brukes spesielt til å undertrykke høyfrekvent interferens og toppinterferens på signallinjer og kraftledninger, og den har også evnen til å absorbere elektrostatisk utladningspulsinterferens.Bruken av brikkemagnetiske perler eller brikkeinduktorer avhenger hovedsakelig av den praktiske anvendelsen.
Chipinduktorer brukes i resonanskretser.Når unødvendig EMI-støy må elimineres, er bruk av brikkemagnetiske perler det beste valget.
Påføring av chip magnetiske perler og chip induktorer
Chip induktorer:Radiofrekvens (RF) og trådløs kommunikasjon, informasjonsteknologiutstyr, radardetektorer, bilelektronikk, mobiltelefoner, personsøkere, lydutstyr, personlige digitale assistenter (PDAer), trådløse fjernkontrollsystemer og lavspente strømforsyningsmoduler.
Chip magnetiske perler:Klokkegenererende kretser, filtrering mellom analoge og digitale kretser, I/O inngang/utgang interne kontakter (som serielle porter, parallellporter, tastaturer, mus, langdistanse telekommunikasjon, lokalnettverk), RF-kretser og logiske enheter som er følsomme for interferens, filtrering av høyfrekvent ledet interferens i strømforsyningskretser, datamaskiner, skrivere, videoopptakere (VCRS), EMI-støydemping i fjernsynssystemer og mobiltelefoner.
Enheten til den magnetiske perlen er ohm, fordi enheten til den magnetiske perlen er nominell i samsvar med impedansen den produserer ved en viss frekvens, og impedansenheten er også ohm.
DATABLADET for magnetisk perle vil generelt gi kurvens frekvens- og impedanskarakteristikk, vanligvis 100MHz som standard, for eksempel når frekvensen på 100MHz når impedansen til den magnetiske perlen tilsvarer 1000 ohm.
For frekvensbåndet vi ønsker å filtrere, må vi velge jo større impedansen til den magnetiske perlen er, jo bedre, velg vanligvis 600 ohm impedans eller mer.
I tillegg, når du velger magnetiske perler, er det nødvendig å ta hensyn til fluksen av magnetiske perler, som generelt må reduseres med 80%, og påvirkningen av DC-impedans på spenningsfall bør vurderes når den brukes i strømkretser.
Innleggstid: 24. juli 2023