Ang mga filter capacitor, common-mode inductors, at magnetic beads ay mga karaniwang figure sa mga circuit ng disenyo ng EMC, at tatlong makapangyarihang tool din ito para maalis ang electromagnetic interference.
Para sa papel na ginagampanan ng tatlong ito sa circuit, naniniwala ako na maraming mga inhinyero ay hindi maintindihan, ang artikulo mula sa disenyo ng isang detalyadong pagsusuri ng mga prinsipyo ng eliminating ang tatlong EMC sharpest.
1.I-filter ang kapasitor
Kahit na ang resonance ng kapasitor ay hindi kanais-nais mula sa punto ng view ng pag-filter ng high-frequency na ingay, ang resonance ng kapasitor ay hindi palaging nakakapinsala.
Kapag ang dalas ng ingay na sasalain ay natukoy, ang kapasidad ng kapasitor ay maaaring iakma upang ang resonant point ay bumagsak lamang sa dalas ng kaguluhan.
Sa praktikal na engineering, ang dalas ng electromagnetic na ingay na sinasala ay kadalasang kasing taas ng daan-daang MHz, o higit pa sa 1GHz. Para sa ganoong mataas na dalas ng electromagnetic na ingay, kinakailangan na gumamit ng through-core capacitor upang epektibong ma-filter.
Ang dahilan kung bakit hindi epektibong mai-filter ng mga ordinaryong capacitor ang high-frequency na ingay ay dahil sa dalawang dahilan:
(1) Ang isang dahilan ay ang inductance ng capacitor lead ay nagdudulot ng capacitor resonance, na nagpapakita ng malaking impedance sa high-frequency signal, at nagpapahina sa bypass effect ng high-frequency signal;
(2) Ang isa pang dahilan ay ang parasitic capacitance sa pagitan ng mga wire na nagsasama ng high-frequency signal, na binabawasan ang epekto ng pag-filter.
Ang dahilan kung bakit ang through-core capacitor ay maaaring epektibong salain ang high-frequency na ingay ay ang through-core capacitor ay hindi lamang may problema na ang lead inductance ay nagiging sanhi ng capacitor resonance frequency ay masyadong mababa.
At ang through-core capacitor ay maaaring direktang mai-install sa metal panel, gamit ang metal panel upang gampanan ang papel ng high-frequency isolation. Gayunpaman, kapag gumagamit ng through-core capacitor, ang problema na dapat bigyang pansin ay ang problema sa pag-install.
Ang pinakamalaking kahinaan ng through-core capacitor ay ang takot sa mataas na temperatura at epekto sa temperatura, na nagiging sanhi ng malaking kahirapan kapag hinang ang through-core capacitor sa metal panel.
Maraming mga capacitor ang nasira sa panahon ng hinang. Lalo na kapag ang isang malaking bilang ng mga core capacitor ay kailangang i-install sa panel, hangga't may pinsala, ito ay mahirap ayusin, dahil kapag ang nasirang kapasitor ay tinanggal, ito ay magdudulot ng pinsala sa iba pang mga kalapit na capacitor.
2.Common mode inductance
Dahil ang mga problemang kinakaharap ng EMC ay kadalasang karaniwang interference sa mode, ang mga common mode inductors ay isa rin sa aming karaniwang ginagamit na makapangyarihang mga bahagi.
Ang common mode inductor ay isang karaniwang mode interference suppression device na may ferrite bilang core, na binubuo ng dalawang coils ng parehong laki at parehong bilang ng mga pagliko na simetriko na nasugatan sa parehong ferrite ring magnetic core upang bumuo ng isang four-terminal device, na kung saan ay may malaking inductance suppression effect para sa karaniwang mode signal, at isang maliit na leakage inductance para sa differential mode signal.
Ang prinsipyo ay kapag ang kasalukuyang mode ay dumadaloy, ang magnetic flux sa magnetic ring ay nagpapatong sa isa't isa, kaya nagkakaroon ng malaking inductance, na pumipigil sa kasalukuyang mode, at kapag ang dalawang coils ay dumadaloy sa kasalukuyang differential mode, ang magnetic flux. sa magnetic ring kinakansela ang isa't isa, at halos walang inductance, kaya ang kasalukuyang mode ng kaugalian ay maaaring pumasa nang walang pagpapalambing.
Samakatuwid, ang karaniwang mode inductor ay maaaring epektibong sugpuin ang karaniwang mode interference signal sa balanseng linya, ngunit walang epekto sa normal na pagpapadala ng differential mode signal.
Dapat matugunan ng mga common mode inductors ang mga sumusunod na kinakailangan kapag ginawa ang mga ito:
(1) Ang mga wire na sugat sa coil core ay dapat na insulated upang matiyak na walang breakdown short circuit sa pagitan ng mga pagliko ng coil sa ilalim ng aksyon ng instantaneous overvoltage;
(2) Kapag ang likid ay dumadaloy sa madalian na malaking kasalukuyang, ang magnetic core ay hindi dapat puspos;
(3) Ang magnetic core sa coil ay dapat na insulated mula sa coil upang maiwasan ang pagkasira sa pagitan ng dalawa sa ilalim ng pagkilos ng agarang overvoltage;
(4) Ang coil ay dapat na sugat sa isang solong layer hangga't maaari, upang mabawasan ang parasitic capacitance ng coil at mapahusay ang kakayahan ng coil na magpadala ng transient overvoltage.
Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, habang binibigyang pansin ang pagpili ng frequency band na kinakailangan para sa pag-filter, mas malaki ang common-mode impedance, mas mabuti, kaya kailangan nating tingnan ang data ng device kapag pumipili ng common-mode inductor, higit sa lahat ayon sa curve ng dalas ng impedance.
Bilang karagdagan, kapag pumipili, bigyang-pansin ang epekto ng differential mode impedance sa signal, higit sa lahat ay tumutuon sa differential mode impedance, lalo na ang pagbibigay pansin sa mga high-speed port.
3.Magnetic na butil
Sa proseso ng disenyo ng produkto ng digital circuit EMC, madalas kaming gumagamit ng magnetic beads, ang ferrite material ay iron-magnesium alloy o iron-nickel alloy, ang materyal na ito ay may mataas na magnetic permeability, maaari siyang maging inductor sa pagitan ng coil winding sa kaso ng mataas. dalas at mataas na paglaban na nabuo ang kapasidad ng minimum.
Ang mga materyales ng ferrite ay kadalasang ginagamit sa mataas na frequency, dahil sa mababang frequency ang kanilang pangunahing inductance na katangian ay ginagawang napakaliit ng pagkawala sa linya. Sa mataas na mga frequency, ang mga ito ay pangunahing mga ratio ng katangian ng reactance at nagbabago sa dalas. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang mga ferrite na materyales ay ginagamit bilang mga high frequency attenuator para sa mga radio frequency circuit.
Sa katunayan, ang ferrite ay mas mahusay na katumbas ng parallel ng paglaban at inductance, ang paglaban ay short-circuited ng inductor sa mababang dalas, at ang inductor impedance ay nagiging medyo mataas sa mataas na dalas, upang ang kasalukuyang lahat ay dumadaan sa paglaban.
Ang Ferrite ay isang kumonsumo na aparato kung saan ang mataas na dalas ng enerhiya ay na-convert sa enerhiya ng init, na tinutukoy ng mga katangian ng paglaban sa elektrikal nito. Ang mga ferrite magnetic beads ay may mas mahusay na mga katangian ng pag-filter ng mataas na dalas kaysa sa mga ordinaryong inductor.
Ang Ferrite ay resistive sa mataas na mga frequency, katumbas ng isang inductor na may napakababang kalidad na kadahilanan, kaya maaari itong mapanatili ang isang mataas na impedance sa isang malawak na hanay ng dalas, at sa gayon ay nagpapabuti sa kahusayan ng mataas na dalas na pag-filter.
Sa mababang frequency band, ang impedance ay binubuo ng inductance. Sa mababang dalas, ang R ay napakaliit, at ang magnetic permeability ng core ay mataas, kaya ang inductance ay malaki. Ang L ay gumaganap ng isang pangunahing papel, at ang electromagnetic interference ay pinipigilan ng pagmuni-muni. At sa oras na ito, ang pagkawala ng magnetic core ay maliit, ang buong aparato ay isang mababang pagkawala, mataas na Q na katangian ng inductor, ang inductor na ito ay madaling maging sanhi ng resonance, kaya sa mababang frequency band, kung minsan ay maaaring may pinahusay na interference. pagkatapos ng paggamit ng ferrite magnetic beads.
Sa mataas na frequency band, ang impedance ay binubuo ng mga bahagi ng paglaban. Habang tumataas ang dalas, bumababa ang permeability ng magnetic core, na nagreresulta sa pagbaba sa inductance ng inductor at pagbaba sa inductive reactance component.
Gayunpaman, sa oras na ito, ang pagkawala ng magnetic core ay tumataas, ang bahagi ng paglaban ay tumataas, na nagreresulta sa isang pagtaas sa kabuuang impedance, at kapag ang high-frequency na signal ay dumaan sa ferrite, ang electromagnetic interference ay nasisipsip at na-convert sa anyo. ng pagwawaldas ng init.
Ang mga bahagi ng ferrite suppression ay malawakang ginagamit sa mga naka-print na circuit board, mga linya ng kuryente at mga linya ng data. Halimbawa, may idinagdag na elemento ng ferrite suppression sa dulo ng inlet ng power cord ng naka-print na board upang i-filter ang high-frequency interference.
Ang ferrite magnetic ring o magnetic bead ay espesyal na ginagamit upang sugpuin ang high-frequency interference at peak interference sa mga linya ng signal at power lines, at mayroon din itong kakayahang sumipsip ng electrostatic discharge pulse interference. Ang paggamit ng chip magnetic beads o chip inductors higit sa lahat ay nakasalalay sa praktikal na aplikasyon.
Ang mga inductor ng chip ay ginagamit sa mga resonant circuit. Kapag ang hindi kinakailangang ingay ng EMI ay kailangang alisin, ang paggamit ng chip magnetic beads ay ang pinakamahusay na pagpipilian.
Application ng chip magnetic beads at chip inductors
Mga inductor ng chip:Radio frequency (RF) at wireless na komunikasyon, kagamitan sa teknolohiya ng impormasyon, radar detector, automotive electronics, cellular phone, pager, audio equipment, personal digital assistant (PDA), wireless remote control system, at low-voltage power supply modules.
Chip magnetic beads:Clock-generating circuits, pag-filter sa pagitan ng analog at digital circuits, I/O input/output internal connectors (tulad ng serial ports, parallel ports, keyboards, mice, long-distance telecommunications, local area networks), RF circuits at logic device na madaling kapitan sa interference, pag-filter ng high-frequency na nagsagawa ng interference sa mga power supply circuit, computer, printer, video recorder (VCRS), EMI noise suppression sa mga sistema ng telebisyon at mobile phone.
Ang yunit ng magnetic bead ay ohms, dahil ang yunit ng magnetic bead ay nominal alinsunod sa impedance na ginagawa nito sa isang tiyak na dalas, at ang yunit ng impedance ay ohms din.
Ang magnetic bead DATASHEET ay karaniwang magbibigay ng frequency at impedance na katangian ng curve, sa pangkalahatan ay 100MHz bilang pamantayan, halimbawa, kapag ang frequency ng 100MHz kapag ang impedance ng magnetic bead ay katumbas ng 1000 ohms.
Para sa frequency band na gusto nating i-filter, kailangan nating piliin ang mas malaki ang impedance ng magnetic bead, mas mabuti, kadalasang pumili ng 600 ohm impedance o higit pa.
Bilang karagdagan, kapag pumipili ng magnetic beads, kinakailangang bigyang-pansin ang flux ng magnetic beads, na sa pangkalahatan ay kailangang derated ng 80%, at ang impluwensya ng DC impedance sa pagbaba ng boltahe ay dapat isaalang-alang kapag ginamit sa mga power circuit.
Oras ng post: Hul-24-2023
