Magnetinių granulių taikymas perjungiamųjų maitinimo šaltinių EMS projekte
EMC problemos šiandien tapo karšta ir sudėtinga elektroninio dizaino ir gamybos problema. EMS problema praktiškai yra labai sudėtinga ir negali būti išspręsta vien tik teorinėmis žiniomis. Tai labiau remiasi praktine elektronikos inžinierių patirtimi. Siekiant geriau išspręsti elektroninių gaminių elektromagnetinio suderinamumo problemą, pirmiausia reikia atsižvelgti į įžeminimą, grandinių ir PCB plokščių dizainą, kabelių dizainą, ekranavimo dizainą ir kitus klausimus.
Šiame straipsnyje paaiškinama magnetinių granulių svarba perjungiamo maitinimo šaltinio EMC aspektu, supažindinant su jų pagrindiniais principais ir charakteristikomis, siekiant suteikti daugiau ir geresnių pasirinkimų perjungiamojo maitinimo šaltinio gaminių projektuotojams kuriant naujus gaminius.
1 Ferito elektromagnetinių trukdžių slopinimo elementas
Feritas yra feromagnetinės medžiagos rūšis, turinti kubinę gardelės struktūrą. Jo gamybos procesas ir mechaninės savybės yra panašios į keramikos, pilkai juodos spalvos. Elektromagnetinių trukdžių filtruose dažniausiai naudojamas magnetinės šerdies tipas yra ferito medžiaga, o daugelis gamintojų tiekia ferito medžiagas, skirtas elektromagnetiniams trukdžiams slopinti. Šios medžiagos savybė yra jos didelio dažnio praradimas. Svarbiausias ferito, naudojamo elektromagnetiniams trukdžiams slopinti, veikimo parametras yra magnetinis pralaidumas μ ir soties magnetinio srauto tankis Bs. Magnetinis pralaidumas μ Jis gali būti išreikštas kaip kompleksinis skaičius, kai tikroji dalis sudaro induktyvumą, o įsivaizduojama dalis reiškia nuostolius, kurie didėja didėjant dažniui. Todėl jo ekvivalentinė grandinė yra nuosekli grandinė, sudaryta iš induktyvumo L ir varžos R, kurie abu yra dažnio funkcijos. Kai viela praeina per šią ferito šerdį, formuojama induktyvumo varža didėjant dažniui formaliai didėja, tačiau mechanizmas yra visiškai kitoks esant skirtingiems dažniams.
Žemo dažnio diapazone varža susideda iš induktyvinės induktoriaus reaktyvumo. Esant žemiems dažniams, R yra labai mažas, o magnetinės šerdies magnetinis pralaidumas yra didelis. Todėl induktyvumas yra didelis, o L vaidina pagrindinį vaidmenį. Elektromagnetinius trukdžius slopina atspindys; Ir šiuo metu magnetinės šerdies praradimas yra palyginti mažas, o visas prietaisas yra mažo nuostolio, didelio Q charakteristikos induktorius, kuris yra linkęs į rezonansą. Todėl žemų dažnių diapazone, naudojant ferito magnetines granules, kartais gali padidėti trukdžiai.
Aukšto dažnio diapazone varža susideda iš varžos komponentų. Didėjant dažniui, magnetinės šerdies magnetinis pralaidumas mažėja, todėl mažėja induktyvumo induktyvumo ir induktyvumo komponentai. Tačiau šiuo metu magnetinės šerdies praradimas didėja, o pasipriešinimo komponentas didėja, todėl padidėja bendra varža. Kai aukšto dažnio signalas praeina per feritą, elektromagnetiniai trukdžiai sugeriami ir paverčiami šilumos energija, kad išsisklaidytų.
Ferito slopinimo komponentai plačiai naudojami spausdintinėse plokštėse, elektros linijose ir duomenų linijose. Jei prie spausdintinės plokštės maitinimo linijos įvado pridedamas ferito slopinimo komponentas, aukšto dažnio trukdžiai gali būti išfiltruoti. Ferito magnetiniai žiedai arba karoliukai yra specialiai sukurti tam, kad slopintų aukšto dažnio ir didžiausius trikdžius signalo ir maitinimo linijose, taip pat jie turi galimybę sugerti elektrostatinės iškrovos impulsų trukdžius.
Magnetinių rutuliukų principas ir charakteristikos: Kai srovė teka per laidą šerdies angoje, ji tampa magnetiniu takeliu, kuris cirkuliuoja magnetinio rutuliuko viduje. Ruošiant feritą EMI kontrolei, turėtų būti įmanoma išsklaidyti didžiąją dalį magnetinio srauto kaip šilumą medžiagoje. Šį reiškinį galima imituoti nuosekliu induktoriaus ir rezistoriaus deriniu.
Signalo energija yra magnetiškai sujungta su magnetinėmis granulėmis, todėl induktoriaus reaktyvumas ir varža didėja didėjant dažniui. Magnetinio sujungimo efektyvumas priklauso nuo magnetinio rutuliuko medžiagos pralaidumo oro atžvilgiu. Ferito medžiagų, kurios paprastai sudaro magnetines granules, praradimas gali būti išreikštas kaip sudėtingas kiekis pagal jų santykinį pralaidumą orui.
Magnetinės medžiagos dažnai apibūdinamos nuostolių kampu, naudojant šį santykį. Norint naudoti EMI slopinimo komponentus, reikalingas didelis nuostolių kampas, o tai reiškia, kad dauguma trukdžių bus išsklaidytos neatsispindėdami. Įvairios šiuo metu turimos ferito medžiagos suteikia dizaineriams daugybę galimybių naudoti magnetinius karoliukus įvairiose situacijose.
