Suodatinkondensaattorit, yhteismuotoiset kelat ja magneettihelmet ovat yleisiä lukuja EMC-suunnittelupiireissä, ja ne ovat myös kolme tehokasta työkalua sähkömagneettisten häiriöiden poistamiseen.
Roolia näiden kolmen piiri, uskon, että monet insinöörit eivät ymmärrä, artikkeli suunnittelusta yksityiskohtaisen analyysin periaatetta poistaa kolme EMC terävin.
1. Suodatinkondensaattori
Vaikka kondensaattorin resonanssi ei ole toivottavaa suurtaajuisen kohinan suodattamisen kannalta, ei kondensaattorin resonanssi aina ole haitallista.
Kun suodatettavan kohinan taajuus on määritetty, voidaan kondensaattorin kapasiteettia säätää siten, että resonanssipiste juuri osuu häiriötaajuudelle.
Käytännön suunnittelussa suodatettavan sähkömagneettisen kohinan taajuus on usein jopa satoja MHz tai jopa yli 1 GHz. Tällaista korkeataajuista sähkömagneettista kohinaa varten on välttämätöntä käyttää läpijohtavaa kondensaattoria suodattamaan tehokkaasti pois.
Syy siihen, miksi tavalliset kondensaattorit eivät pysty suodattamaan tehokkaasti korkeataajuista kohinaa, johtuu kahdesta syystä:
(1) Yksi syy on, että kondensaattorijohtimen induktanssi aiheuttaa kondensaattoriresonanssia, joka aiheuttaa suuren impedanssin suurtaajuiselle signaalille ja heikentää suurtaajuisen signaalin ohitusvaikutusta;
(2) Toinen syy on, että suurtaajuisen signaalin kytkevien johtimien välinen loiskapasitanssi vähentää suodatusvaikutusta.
Syy siihen, miksi läpivientikondensaattori voi tehokkaasti suodattaa korkeataajuista kohinaa, on se, että läpivientikondensaattorilla ei ole pelkästään sitä ongelmaa, että johtimen induktanssi aiheuttaa kondensaattorin resonanssitaajuuden liian alhaiseksi.
Ja läpivientikondensaattori voidaan asentaa suoraan metallipaneeliin käyttämällä metallipaneelia korkeataajuisen eristyksen rooliin. Kuitenkin käytettäessä läpivientikondensaattoria ongelma, johon on kiinnitettävä huomiota, on asennusongelma.
Läpivientikondensaattorin suurin heikkous on korkean lämpötilan ja lämpötilaiskun pelko, mikä aiheuttaa suuria vaikeuksia hitsattaessa läpisydänkondensaattoria metallilevyyn.
Monet kondensaattorit vaurioituvat hitsauksen aikana. Varsinkin kun paneeliin on asennettava suuri määrä sydänkondensaattoreita, niin kauan kuin vaurio on olemassa, sitä on vaikea korjata, koska kun vaurioitunut kondensaattori poistetaan, se vahingoittaa muita lähellä olevia kondensaattoreita.
2.Yleisen tilan induktanssi
Koska EMC-ongelmat ovat enimmäkseen yleismuotoisia häiriöitä, yhteismuotoiset kelat ovat myös yksi yleisesti käyttämistämme tehokkaista komponenteista.
Yhteismuotoinduktori on yhteismuotoinen häiriönpoistolaite, jonka sydämenä on ferriittiä ja joka koostuu kahdesta samankokoisesta kelasta ja samasta määrästä kierroksia, jotka on symmetrisesti kierretty samalle ferriittirengasmagneettisydämelle muodostamaan nelinapaisen laitteen, joka on suuri induktanssin vaimennusvaikutus yhteismuotoiselle signaalille ja pieni vuotoinduktanssi differentiaalimuotoiselle signaalille.
Periaate on, että kun yhteismuotoinen virta kulkee, magneettivuo magneettirenkaassa asettuu päällekkäin, jolloin niillä on huomattava induktanssi, joka estää yhteismuotovirran, ja kun kaksi kelaa kulkevat differentiaalimuotoisen virran läpi, magneettivuo magneettirenkaassa kumoavat toisensa, ja induktanssia ei juuri ole, joten differentiaalimoodivirta voi kulkea ilman vaimennusta.
Siksi yhteismuotoinen kela voi tehokkaasti vaimentaa yhteismuotoisen häiriösignaalin balansoidussa linjassa, mutta sillä ei ole vaikutusta differentiaalimoodin signaalin normaaliin lähetykseen.
Common mode induktorien tulee täyttää seuraavat vaatimukset, kun niitä valmistetaan:
(1) Kelan ytimeen kierretyt johdot on eristettävä sen varmistamiseksi, ettei kelan kierrosten välillä synny oikosulkua hetkellisen ylijännitteen vaikutuksesta;
(2) Kun käämi virtaa hetkellisen suuren virran läpi, magneettisydän ei saa olla kyllästynyt;
(3) Kelan magneettisydän tulee eristää kelasta, jotta vältetään rikkoutuminen näiden kahden välillä hetkellisen ylijännitteen vaikutuksesta;
(4) Kela tulee kääriä yhdeksi kerrokseksi niin pitkälle kuin mahdollista kelan loiskapasitanssin pienentämiseksi ja kelan kykyä siirtää transienttia ylijännitettä.
Normaaliolosuhteissa, kun kiinnitetään huomiota suodatukseen vaadittavan taajuuskaistan valintaan, mitä suurempi yhteismoodin impedanssi on, sitä parempi, joten meidän on tarkasteltava laitetietoja valittaessa yhteismuotoista kelaa, pääasiassa impedanssin taajuuskäyrä.
Lisäksi valittaessa kiinnitä huomiota differentiaalisen tilan impedanssin vaikutukseen signaaliin, keskittyen pääasiassa differentiaalitilan impedanssiin, erityisesti nopeisiin portteihin.
3. Magneettinen helmi
Tuotteen digitaalisen piirin EMC-suunnitteluprosessissa käytämme usein magneettisia helmiä, ferriittimateriaali on rauta-magnesiumseos tai rauta-nikkeliseos, tällä materiaalilla on korkea magneettinen läpäisevyys, se voi olla kelan käämin välissä korkean jännitteen ollessa kyseessä. taajuuden ja suuren resistanssin tuottaman kapasitanssin minimi.
Ferriittimateriaaleja käytetään yleensä korkeilla taajuuksilla, koska matalilla taajuuksilla niiden pääinduktanssiominaisuudet tekevät johdon häviön hyvin pieneksi. Korkeilla taajuuksilla ne ovat pääasiassa reaktanssin ominaissuhteita ja muuttuvat taajuuden mukaan. Käytännön sovelluksissa ferriittimateriaaleja käytetään radiotaajuuspiirien suurtaajuuksina vaimentimina.
Itse asiassa ferriitti vastaa paremmin resistanssin ja induktanssin rinnakkaisuutta, induktori oikosuljee resistanssin matalalla taajuudella ja induktorin impedanssista tulee melko korkea korkealla taajuudella, joten kaikki virta kulkee vastuksen läpi.
Ferriitti on kuluttava laite, jossa suurtaajuusenergia muunnetaan lämpöenergiaksi, joka määräytyy sen sähkövastusominaisuuksien perusteella. Ferriittimagneettihelmillä on paremmat korkeataajuiset suodatusominaisuudet kuin tavallisilla keloilla.
Ferriitti on resistiivinen korkeilla taajuuksilla, mikä vastaa erittäin alhaisen laatukertoimen omaavaa kelaa, joten se voi ylläpitää korkeaa impedanssia laajalla taajuusalueella, mikä parantaa suurtaajuussuodatuksen tehokkuutta.
Matalataajuuskaistalla impedanssi koostuu induktanssista. Matalalla taajuudella R on hyvin pieni ja ytimen magneettinen permeabiliteetti on korkea, joten induktanssi on suuri. L:llä on tärkeä rooli, ja heijastus vaimentaa sähkömagneettisia häiriöitä. Ja tällä hetkellä magneettisydämen häviö on pieni, koko laite on pieni häviö, korkeat induktorin Q-ominaisuudet, tämä kela on helppo aiheuttaa resonanssia, joten matalalla taajuuskaistalla saattaa joskus esiintyä tehostettuja häiriöitä ferriittimagneettisten helmien käytön jälkeen.
Korkeataajuuskaistalla impedanssi koostuu vastuskomponenteista. Taajuuden kasvaessa magneettisydämen permeabiliteetti pienenee, mikä johtaa induktorin induktanssin laskuun ja induktiivisen reaktanssikomponentin pienenemiseen.
Kuitenkin tällä hetkellä magneettisydämen häviö kasvaa, resistanssikomponentti kasvaa, mikä johtaa kokonaisimpedanssin kasvuun, ja kun suurtaajuinen signaali kulkee ferriitin läpi, sähkömagneettiset häiriöt absorboituvat ja muuttuvat muotoon. lämmön hajoamisesta.
Ferriitin vaimennuskomponentteja käytetään laajalti painetuissa piirilevyissä, voimalinjoissa ja datalinjoissa. Esimerkiksi piirilevyn virtajohdon sisääntulopäähän on lisätty ferriittiä vaimentava elementti korkeataajuisten häiriöiden suodattamiseksi.
Ferriittimagneettista rengasta tai magneettipalloa käytetään erityisesti vaimentamaan suurtaajuisia häiriöitä ja huippuhäiriöitä signaalilinjoissa ja voimalinjoissa, ja sillä on myös kyky absorboida sähköstaattisen purkauspulssihäiriöitä. Sirumagneettihelmien tai siruinduktorien käyttö riippuu pääasiassa käytännön sovelluksesta.
Siruinduktoreita käytetään resonanssipiireissä. Kun tarpeeton EMI-kohina on poistettava, sirumagneettihelmien käyttö on paras valinta.
Sirumagneettihelmien ja siruinduktorien käyttö
Siruinduktorit:Radiotaajuus (RF) ja langaton viestintä, tietotekniikkalaitteet, tutkailmaisimet, autoelektroniikka, matkapuhelimet, hakulaitteet, äänilaitteet, kämmenmikrot (PDA), langattomat kauko-ohjausjärjestelmät ja pienjännitevirtalähdemoduulit.
Sirun magneettihelmet:Kelloa tuottavat piirit, suodatus analogisten ja digitaalisten piirien välillä, sisäiset I/O-tulo-/lähtöliittimet (kuten sarjaportit, rinnakkaisportit, näppäimistöt, hiiret, pitkän matkan tietoliikenne, lähiverkot), RF-piirit ja logiikkalaitteet, jotka ovat alttiina häiriöt, korkeataajuisten johtuvien häiriöiden suodatus tehonsyöttöpiireissä, tietokoneissa, tulostimissa, videonauhureissa (VCRS), EMI-melun vaimennus televisiojärjestelmissä ja matkapuhelimissa.
Magneettihelmen yksikkö on ohmi, koska magneettipallon yksikkö on nimellinen sen tietyllä taajuudella tuottaman impedanssin mukaisesti ja impedanssin yksikkö on myös ohmi.
Magneettisen helmen TIETOKONE tarjoaa yleensä käyrän taajuus- ja impedanssiominaisuudet, yleensä 100 MHz vakiona, esimerkiksi kun taajuus 100 MHz, kun magneettisen helmen impedanssi vastaa 1000 ohmia.
Taajuuskaistalle, jonka haluamme suodattaa, meidän on valittava mitä suurempi magneettisen helmen impedanssi, sitä parempi, yleensä valita 600 ohmin impedanssi tai enemmän.
Lisäksi magneettihelmiä valittaessa on huomioitava magneettihelmien vuo, jota yleensä on vähennettävä 80 %, ja DC-impedanssin vaikutus jännitteen pudotukseen tulee ottaa huomioon tehopiireissä käytettäessä.
Postitusaika: 24.7.2023
