Applikazzjoni ta 'żibeġ manjetiċi fid-Disinn EMC tal-Provvista ta' Qlib tal-Enerġija
Dan id-dokument jintroduċi l-karatteristiċi tax-xoffa tal-ferrite, u skond il-karatteristiċi tiegħu, janalizza u jintroduċi l-applikazzjoni importanti tiegħu fid-disinn EMC ta 'swiċċjar tal-provvista tal-enerġija, u jagħti r-riżultati sperimentali u tat-test fil-filtru tal-linja tal-enerġija.
L-EMC saret kwistjoni sħuna u diffiċli fid-disinn u l-manifattura elettroniċi tal-lum. Il-problema EMC fl-applikazzjoni prattika hija kkumplikata ħafna, u ma tistax tissolva billi tiddependi fuq l-għarfien teoretiku. Jiddependi aktar fuq l-esperjenza prattika ta 'inġiniera elettroniċi. Sabiex issolvi aħjar il-problema tal-EMC ta 'prodotti elettroniċi, huwa meħtieġ li jiġu kkunsidrati kwistjonijiet bħall-ertjar, ċirkwit u disinn tal-bord tal-PCB, disinn tal-kejbil, u disinn tal-ilqugħ.
Dan id-dokument jintroduċi l-prinċipji bażiċi u l-karatteristiċi taż-żibeġ manjetiċi biex turi l-importanza tagħha fil-bidla tal-provvista tal-enerġija EMC, sabiex tipprovdi lid-disinjaturi tal-prodotti tal-provvista tal-enerġija li tinxtegħel b'aktar għażliet u aħjar meta jiddisinjaw prodotti ġodda.
1 Ferrite EMI komponenti ta 'soppressjoni
Il-ferrite huwa materjal ferrimanjetiku bi struttura ta 'kannizzata kubika. Il-proċess tal-manifattura u l-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu huma simili għal dawk taċ-ċeramika, u l-kulur tiegħu huwa griż-iswed. Tip wieħed ta 'qalba manjetika spiss użata fil-filtri EMI huwa materjal tal-ferrite, u ħafna manifatturi jipprovdu materjali tal-ferrite użati apposta għas-soppressjoni tal-EMI. Dan il-materjal huwa kkaratterizzat minn telf kbir ħafna ta 'frekwenza għolja. Għal ferrite użata biex irażżan l-interferenza elettromanjetika, l-aktar parametri ta 'prestazzjoni importanti huma permeabilità manjetika μ u densità tal-fluss manjetiku tas-saturazzjoni Bs. Il-permeabilità manjetika μ tista 'tiġi espressa bħala numru kumpless, il-parti reali tikkostitwixxi l-inductance, u l-parti immaġinarja tirrappreżenta t-telf, li tiżdied biż-żieda tal-frekwenza. Għalhekk, iċ-ċirkwit ekwivalenti tiegħu huwa ċirkwit ta 'serje magħmul minn induttur L u resistor R, kemm L kif ukoll R huma funzjonijiet ta' frekwenza. Meta l-wajer jgħaddi minn din il-qalba tal-ferrite, l-impedenza induttiva ffurmata tiżdied fil-forma hekk kif tiżdied il-frekwenza, iżda l-mekkaniżmu huwa kompletament differenti fi frekwenzi differenti.
Fil-medda ta 'frekwenza baxxa, l-impedenza hija magħmula mir-reattanza induttiva tal-inductor. Fi frekwenzi baxxi, R huwa żgħir ħafna, u l-permeabilità manjetika tal-qalba manjetika hija għolja, għalhekk l-inductance hija kbira, u L għandha rwol ewlieni, u l-interferenza elettromanjetika hija riflessa u mrażżna; u f'dan iż-żmien, it-telf tal-qalba manjetika huwa żgħir, u l-apparat kollu huwa induttur b'telf baxx u karatteristiċi Q għolja.
Fil-medda ta 'frekwenza għolja, l-impedenza hija magħmula minn komponenti ta' reżistenza. Hekk kif il-frekwenza tiżdied, il-permeabilità manjetika tal-qalba manjetika tonqos, li tirriżulta fi tnaqqis fl-inductance tal-inductor u tnaqqis fil-komponent induttiv tar-reattanza. Madankollu, f'dan iż-żmien, it-telf tal-qalba manjetika jiżdied u l-komponent tar-reżistenza jiżdied, li jirriżulta f'żieda fl-impedenza totali. Meta s-sinjal ta 'frekwenza għolja jgħaddi mill-ferrite, l-interferenza elettromanjetika tiġi assorbita u mxerrda fil-forma ta' enerġija tas-sħana.
Il-komponenti tat-trażżin tal-ferrite jintużaw ħafna fuq bordijiet ta 'ċirkwiti stampati, linji tal-enerġija u linji tad-dejta. Jekk element ta 'soppressjoni tal-ferrite jiġi miżjud mat-tarf tad-daħla tal-linja tal-enerġija tal-bord stampat, interferenza ta' frekwenza għolja tista 'tiġi ffiltrata. Ċrieki manjetiċi tal-ferrite jew żibeġ manjetiċi jintużaw b'mod speċjali biex jrażżnu interferenza ta 'frekwenza għolja u interferenza ta' spike fuq linji tas-sinjali u linji tal-enerġija. Għandu wkoll il-kapaċità li jassorbi l-interferenza tal-polz ta 'skarika elettrostatika.
2. Il-prinċipju u l-karatteristiċi taż-żibeġ manjetiċi Meta l-kurrent jgħaddi mill-wajer fit-toqba ċentrali tiegħu, ikun binarju manjetiku li jiċċirkola ġewwa x-xoffa manjetika. Il-ferriti għall-kontroll EMI għandhom jiġu fformulati b'tali mod li l-biċċa l-kbira tal-fluss manjetiku jiġi mxerred bħala sħana fil-materjal. Dan il-fenomenu jista 'jiġi mmudellat b'kombinazzjoni ta' serje ta 'inductor u resistor. kif muri fl-istampa 2
Il-valur numeriku taż-żewġ komponenti huwa proporzjonali għat-tul tax-xoffa manjetika, u t-tul tax-xoffa manjetika għandu impatt sinifikanti fuq l-effett ta 'soppressjoni. Iktar ma jkun itwal it-tul tax-xoffa manjetika, aħjar ikun l-effett ta 'soppressjoni. Peress li l-enerġija tas-sinjal hija akkoppjata manjetikament max-xoffa manjetika, ir-reattanza u r-reżistenza tal-induttur jiżdiedu biż-żieda tal-frekwenza. L-effiċjenza tal-akkoppjar manjetiku tiddependi fuq il-permeabilità manjetika tal-materjal tax-xoffa relattiva għall-arja. Normalment it-telf tal-materjal tal-ferrite li jagħmel ix-xoffa jista 'jiġi espress bħala kwantità kumplessa permezz tal-permeabilità tiegħu relattiva għall-arja.
Materjali manjetiċi ħafna drabi jużaw dan il-proporzjon biex jikkaratterizzaw l-angolu tat-telf. Angolu ta 'telf kbir huwa meħtieġ għal komponenti ta' soppressjoni EMI, li jfisser li ħafna mill-interferenza se tinħela u mhux riflessa. Il-varjetà wiesgħa ta 'materjali tal-ferrite disponibbli llum tipprovdi lid-disinjaturi b'firxa wiesgħa ta' għażliet għall-użu ta 'żibeġ tal-ferrite f'applikazzjonijiet differenti.
3 Applikazzjoni ta 'żibeġ manjetiċi
3.1 Spike suppressor
L-akbar żvantaġġ tal-qlib tal-provvista tal-enerġija huwa li huwa faċli li tiġġenera ħsejjes u interferenza, li hija problema teknika ewlenija li ġarrbet il-provvista tal-enerġija tal-iswiċċjar għal żmien twil. L-istorbju tal-provvista tal-enerġija tal-iswiċċjar huwa prinċipalment ikkawżat mill-iswiċċjar ta 'vultaġġ għoli li jinbidel malajr u l-kurrent ta' short-circuit tal-polz tat-tubu tal-qawwa tal-iswiċċjar u d-dijodu tar-rettifikatur tal-iswiċċjar. Għalhekk, l-użu ta 'komponenti effettivi biex jillimitawhom għal minimu huwa wieħed mill-metodi ewlenin ta' trażżin tal-istorbju. Inductance saturata mhux lineari normalment tintuża biex irażżan il-quċċata tal-kurrent ta 'rkupru invers, f'dan iż-żmien l-istat tax-xogħol tal-qalba tal-ħadid huwa minn -Bs sa + Bs. Skond il-konsistenza tal-permeabilità manjetika għolja u saturabbli ultra-żgħar inductance element-żibeġ manjetiċi fuq id-dijodu freewheeling tal-provvista ta ' enerġija tal-iswiċċjar, spike suppressor użat biex jrażżan l-ogħla kurrent iġġenerat meta l-provvista ta ' enerġija li tinxtegħel hija żviluppata.
Karatteristiċi ta 'Prestazzjoni ta' Spike Suppressors
(1) Il-valuri tal-inductance inizjali u massimi huma għoljin ħafna, u n-nonlinearity tal-valur tal-inductance residwu wara s-saturazzjoni hija estremament ovvja. Wara li jkun imqabbad f'serje maċ-ċirkwit, il-kurrent jogħla u juri impedenza għolja istantanjament, li tista 'tintuża bħala l-hekk imsejjaħ element ta' impedenza istantanja.
(2) Huwa adattat biex jipprevjeni s-sinjal tal-quċċata tal-kurrent temporanju fiċ-ċirkwit tas-semikondutturi, iċ-ċirkwit tal-eċitazzjoni tal-impatt u l-istorbju li jakkumpanja, u jista 'wkoll jipprevjeni li s-semikonduttur jiġi mħassar.
(3) L-inductance residwu hija estremament żgħira, u t-telf huwa żgħir ħafna meta ċ-ċirkwit ikun stabbli.
(4) Huwa kompletament differenti mill-prestazzjoni tal-prodotti tal-ferrite.
(5) Sakemm tiġi evitata s-saturazzjoni manjetika, tista 'tintuża bħala element ta' induttanza ultra-żgħir u ta 'inductance għolja.
(6) Jista 'jintuża bħala qalba tal-ħadid saturabbli ta' prestazzjoni għolja b'telf baxx biex tikkontrolla u tiġġenera oxxillazzjoni.
Is-soppressor tal-ispike jeħtieġ li l-materjal tal-qalba tal-ħadid ikollu permeabilità manjetika ogħla biex tikseb inductance akbar; meta l-proporzjon għoli ta 'kwadru jista' jissatura l-qalba tal-ħadid, l-inductance għandha tinżel għal żero malajr; il-forza koerċittiva hija żgħira u t-telf ta 'frekwenza għolja huwa baxx, inkella d-dissipazzjoni tas-sħana tal-qalba tal-ħadid mhux se taħdem b'mod normali.
L-iskop tas-soppressor tal-ispike huwa prinċipalment li jnaqqas is-sinjal tal-quċċata attwali; tnaqqas il-ħoss ikkawżat mis-sinjal tal-quċċata attwali; jipprevjeni l-ħsara tat-transistor tal-iswiċċjar; tnaqqas it-telf tal-iswiċċjar tat-transistor tal-iswiċċjar; tikkumpensa l-karatteristiċi ta 'rkupru tad-dijodu; jipprevjenu l-eċitazzjoni ta 'xokk tal-kurrent tal-polz ta' frekwenza għolja. Uża bħala filtru tal-linja ultra-żgħir, eċċ.
3.2 Applikazzjoni fil-filtru a) Riżultat tat-test mingħajr żibeġ manjetiċi b) Riżultat tat-test bi żibeġ manjetiċi c) Riżultat tat-test b'linja L u żibeġ manjetiċi d) Riżultat tat-test b'linja N u żibeġ manjetiċi
Filtri ordinarji huma komposti minn komponenti reattivi mingħajr telf. Il-funzjoni tagħha fiċ-ċirkwit hija li tirrifletti l-frekwenza ta 'stopband lura għas-sors tas-sinjal, għalhekk dan it-tip ta' filtru jissejjaħ ukoll filtru ta 'riflessjoni. Meta l-filtru ta 'riflessjoni ma jaqbilx mal-impedenza tas-sors tas-sinjal, parti mill-enerġija tkun riflessa lura għas-sors tas-sinjal, li tirriżulta f'żieda fil-livell ta' interferenza. Sabiex issolvi dan l-iżvantaġġ, ċirku manjetiku tal-ferrite jew kmiem ta 'żibeġ manjetiku jistgħu jintużaw fuq il-linja li tidħol tal-filtru, u t-telf tal-kurrent eddy tas-sinjal ta' frekwenza għolja mill-ċirku tal-ferrite jew xoffa manjetika jista 'jintuża biex jikkonverti l-għoli -komponent tal-frekwenza f'telf tas-sħana. Għalhekk, iċ-ċirku manjetiku u ż-żibeġ manjetiċi fil-fatt jassorbu komponenti ta 'frekwenza għolja, għalhekk xi kultant jissejħu filtri ta' assorbiment.
Komponenti differenti ta 'soppressjoni tal-ferrite għandhom firxiet ta' frekwenza ta 'soppressjoni ottimali differenti. Ġeneralment, iktar ma tkun għolja l-permeabilità, iktar tkun baxxa l-frekwenza mrażżna. Barra minn hekk, iktar ma jkun kbir il-volum tal-ferrite, aħjar ikun l-effett ta 'soppressjoni. Meta l-volum ikun kostanti, il-forma twila u rqiqa għandha effett ta 'soppressjoni aħjar minn dik qasira u ħoxna, u iktar ma jkun żgħir id-dijametru ta' ġewwa, aħjar ikun l-effett ta 'soppressjoni. Madankollu, fil-każ ta 'kurrent bias DC jew AC, għad hemm il-problema tas-saturazzjoni tal-ferrite. Iktar ma tkun kbira s-sezzjoni trasversali tal-element ta 'soppressjoni, inqas probabbli li jkun saturat, u akbar ikun il-kurrent ta' preġudizzju li jista 'jiflaħ.
Ibbażat fuq il-prinċipji u l-karatteristiċi ta 'hawn fuq taż-żibeġ manjetiċi, huwa applikat għall-filtru tal-provvista tal-enerġija tal-bidla, u l-effett huwa ovvju. Mir-riżultati tat-test, wieħed jista 'jara li l-applikazzjoni ta' żibeġ manjetiċi hija differenti b'mod sinifikanti. Jista 'jidher mir-riżultati sperimentali li minħabba l-influwenza taċ-ċirkwit tal-provvista tal-enerġija li tinxtegħel, it-tqassim strutturali, u l-enerġija, xi kultant ikollu effett tajjeb ta' soppressjoni fuq interferenza tal-mod differenzjali, kultant ikollu effett tajjeb ta 'soppressjoni fuq interferenza tal-mod komuni, u xi kultant ma jkollux effett ta 'soppressjoni fuq l-interferenza iżda jżid l-interferenza tal-istorbju.
Meta ċ-ċirku manjetiku li jassorbi l-EMI/xoffa manjetika jrażżan l-interferenza tal-mod differenzjali, il-valur kurrenti li jgħaddi minnu huwa proporzjonali għall-volum tiegħu, u l-iżbilanċ bejn it-tnejn jikkawża saturazzjoni, li jnaqqas il-prestazzjoni tal-komponent; meta jrażżnu l-interferenza tal-mod komuni, iż-żewġ wajers (pożittivi u negattivi) tal-provvista tal-enerġija jgħaddu minn ċirku manjetiku fl-istess ħin, u s-sinjal effettiv huwa sinjal tal-modalità differenzjali. Metodu ieħor aħjar fl-użu taċ-ċirku manjetiku huwa li tagħmel il-wajer li jgħaddi miċ-ċirku manjetiku ripetutament imdawwar diversi drabi biex tiżdied l-inductance. Skont il-prinċipju ta 'soppressjoni tiegħu ta' interferenza elettromanjetika, l-effett ta 'soppressjoni tiegħu jista' jintuża b'mod raġonevoli.
Il-komponenti ta 'soppressjoni tal-ferrite għandhom jiġu installati qrib is-sors ta' interferenza. Għaċ-ċirkwit ta 'input/output, għandu jkun viċin kemm jista' jkun għad-daħla u l-ħruġ tal-każ tal-ilqugħ. Għall-filtru ta 'assorbiment magħmul minn ċirku manjetiku tal-ferrite u żibeġ manjetiċi, minbarra l-għażla ta' materjali b'telf b'permeabilità manjetika għolja, għandha tingħata attenzjoni wkoll lill-okkażjonijiet ta 'applikazzjoni tagħha. Ir-reżistenza tagħhom għal komponenti ta 'frekwenza għolja fil-linja hija ta' madwar għaxra sa mijiet ta 'Ω, għalhekk ir-rwol tagħha f'ċirkwiti ta' impedenza għolja mhuwiex ovvju. Għall-kuntrarju, se jkun effettiv ħafna f'ċirkwiti ta 'impedenza baxxa (bħal distribuzzjoni tal-enerġija, provvista tal-enerġija jew ċirkwiti ta' frekwenza tar-radju).
