Applicering av magnetiska pärlor i EMC-design för switchande strömförsörjning
1 Ferrit EMI-dämpningselement
Ferrit är ett järnhaltigt magnetiskt material med en kubisk gitterstruktur. Dess tillverkningsprocess och mekaniska egenskaper liknar keramik, färgen är gråsvart. EMI-filter används ofta i en klass av magnetisk kärna är ferritmaterial, många tillverkare tillhandahåller ferritmaterial specifikt för EMI-undertryckning. Detta material kännetecknas av en mycket stor högfrekvent förlust. För ferrit för EMI-undertryckning är de viktigaste prestandaparametrarna permeabilitet μ och mättnadsflödestäthet Bs. Permeabiliteten μ kan uttryckas som ett komplext tal, där den reella delen utgör induktansen och den imaginära delen representerar förlusten, som ökar med frekvensen. Sålunda är dess ekvivalenta krets en seriekrets som består av en induktor L och ett motstånd R. Både L och R är frekvensfunktioner. När en tråd förs genom denna ferritkärna, ökar den resulterande induktiva impedansen formellt med frekvensen
Den induktiva impedansen ökas formellt med ökande frekvens, men mekanismen är ganska annorlunda vid olika frekvenser.
I lågfrekvensbandet är impedansen av induktansen av induktansen, lågfrekvent R mycket liten, kärnans magnetiska permeabilitet är hög, så induktansen är stor, L spelar en stor roll i den elektromagnetiska interferensen reflekteras och undertryckt; och den här gången är förlusten av kärnan liten, hela enheten är en lågförlust, hög Q-egenskaper hos induktansen, som är benägen att resonans, så i lågfrekvensbandet kan det finnas tillfällen då användningen av ferritpärlor efter interferensförstärkningen av fenomenet.
I högfrekvensbandet är impedansen sammansatt av resistiva komponenter, när frekvensen stiger minskar kärnans magnetiska permeabilitet, vilket resulterar i en minskning av induktansen för induktansen, den induktiva komponenten minskar. Men denna gång minskar förlusten av kärnan ökar, ökar den resistiva komponenten, vilket resulterar i en ökning av den totala impedansen när högfrekventa signaler genom ferriten, elektromagnetisk interferens absorberas och omvandlas till form av termisk energiförlust.
Ferritdämpningskomponenter används ofta i kretskort, kraftledningar och dataledningar. Om ett ferritundertryckande element läggs till inloppsänden av kraftledningen på ett tryckt kretskort, kan högfrekventa störningar filtreras bort. Ferritmagnetisk ring eller pärla dedikerad för att förhindra signalledningar, kraftledningar på högfrekventa störningar och spikstörningar, den har också förmågan att absorbera elektrostatisk urladdningspulsstörning.
2 Principen och egenskaperna hos den magnetiska pärlan när strömmen flyter genom dess mitthål i tråden, kommer det att vara den magnetiska pärlans interna cirkulationsflöde av magnetiska kanaler. När en ferrit formuleras för EMI-kontroll bör det vara möjligt att avleda det mesta av det magnetiska flödet som värme i materialet. Detta fenomen kan modelleras av en seriekombination av en induktor och ett motstånd. Som visas i figur 2
Den numeriska storleken på de två komponenterna är direkt proportionell mot längden på strängen, och längden på strängen har en betydande effekt på undertryckningen, med den längre strängens längd som ger bättre undertryckning. När signalenergin är magnetiskt kopplad till pärlorna, ökar induktorreaktansen och resistansen med frekvensen. Effektiviteten av magnetisk koppling beror på pärlmaterialets magnetiska permeabilitet i förhållande till luft. Förlusten av ferritmaterialet som normalt utgör pärlan kan uttryckas som en komplex storhet genom dess permeabilitet med avseende på luft.
Magnetiska material kännetecknas ofta av detta förhållande till förlustvinkeln. En stor förlustvinkel krävs för EMI-undertryckande komponenter, vilket innebär att det mesta av störningen kommer att skingras.
Detta innebär att det mesta av störningarna kommer att skingras och inte reflekteras. Det stora utbudet av ferritmaterial som finns tillgängligt idag ger designern ett brett urval av pärlor att använda i olika applikationer.
