Anahtarlamalı güç kaynağı EMC tasarımında manyetik boncukların uygulanması
1 Ferrit EMI Bastırma Elemanı
Ferrit, kübik kafes yapısına sahip demirli manyetik bir malzemedir. Üretim süreci ve mekanik özellikleri seramiğe benzer, rengi gri-siyahtır. EMI filtreleri genellikle manyetik çekirdek sınıfında ferrit malzeme olarak kullanılır, birçok üretici özellikle EMI bastırma için ferrit malzeme sağlar. Bu malzeme çok büyük bir yüksek frekans kaybıyla karakterize edilir. EMI bastırmaya yönelik ferrit için en önemli performans parametreleri geçirgenlik μ ve doygunluk akı yoğunluğu Bs'dir. Geçirgenlik μ, gerçek kısmı endüktansı oluşturan ve sanal kısmı frekansla artan kaybı temsil eden karmaşık bir sayı olarak ifade edilebilir. Dolayısıyla eşdeğer devresi, bir L indüktörü ve bir R direncinden oluşan bir seri devredir. Hem L hem de R, frekansın fonksiyonlarıdır. Bu ferrit çekirdekten bir tel geçirildiğinde ortaya çıkan endüktif empedans, frekans arttıkça resmi olarak artar.
Endüktif empedans artan frekansla resmi olarak artar, ancak mekanizma farklı frekanslarda oldukça farklıdır.
Düşük frekans bandında, endüktansın endüktansı empedansı, düşük frekanslı R çok küçüktür, çekirdeğin manyetik geçirgenliği yüksektir, bu nedenle endüktans büyüktür, L elektromanyetik girişimin yansıtılmasında önemli bir rol oynar ve bastırılmış; ve bu sefer çekirdek kaybı küçüktür, cihazın tamamı düşük kayıplı, rezonansa eğilimli endüktansın yüksek Q özelliklerine sahiptir, bu nedenle düşük frekans bandında kullanım zamanları olabilir. fenomenin girişiminin artmasından sonra ferrit boncukların.
Yüksek frekans bandında empedans dirençli bileşenlerden oluşur, frekans arttıkça çekirdeğin manyetik geçirgenliği azalır, bunun sonucunda indüktörün endüktansı azalır, endüktif bileşen azalır Ancak bu sefer kayıp Çekirdek artar, dirençli bileşen artar, bu da ferrit yoluyla yüksek frekanslı sinyaller, elektromanyetik girişim emildiğinde ve termal enerji dağılımı biçimine dönüştürüldüğünde toplam empedansta bir artışa neden olur.
Ferrit bastırma bileşenleri, baskılı devre kartlarında, güç hatlarında ve veri hatlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Baskılı devre kartının güç hattının giriş ucuna bir ferrit bastırma elemanı eklenirse, yüksek frekanslı girişim filtrelenebilir. Ferrit manyetik halka veya boncuk, sinyal hatlarını, yüksek frekanslı parazit üzerindeki güç hatlarını ve ani paraziti engellemeye adanmıştır, aynı zamanda elektrostatik deşarj darbe girişimini absorbe etme yeteneğine de sahiptir.
2 Manyetik boncuğun prensibi ve özellikleri, akım teldeki merkez deliğinden aktığında, manyetik kanalların manyetik boncuk iç sirkülasyon akışı olacaktır. EMI kontrolü için bir ferrit formüle edildiğinde, manyetik akının çoğunu malzemede ısı olarak dağıtmak mümkün olmalıdır. Bu olay, bir indüktör ve bir direncin seri birleşimi ile modellenebilir. Şekil 2'de gösterildiği gibi
İki bileşenin sayısal büyüklüğü kordonun uzunluğuyla doğru orantılıdır ve kordonun uzunluğunun bastırma üzerinde önemli bir etkisi vardır; daha uzun kordon uzunluğu daha iyi bastırma sağlar. Sinyal enerjisi boncuklara manyetik olarak bağlandığından, indüktör reaktansı ve direnci frekansla birlikte artar. Manyetik bağlantının verimliliği, boncuk malzemesinin havaya göre manyetik geçirgenliğine bağlıdır. Normalde boncuğu oluşturan ferrit malzemenin kaybı, hava geçirgenliğiyle karmaşık bir miktar olarak ifade edilebilir.
Manyetik malzemeler genellikle kayıp açısına olan bu oranla karakterize edilir. EMI bastırma bileşenleri için büyük bir kayıp açısı gereklidir; bu, girişimin çoğunun dağılacağı anlamına gelir.
Bu, parazitin çoğunun dağılacağı ve yansıtılmayacağı anlamına gelir. Günümüzde mevcut olan çok çeşitli ferrit malzemeleri, tasarımcıya farklı uygulamalarda kullanmak üzere geniş bir boncuk seçeneği sunar.
