Ֆիլտրի կոնդենսատորները, ընդհանուր ռեժիմի ինդուկտորները և մագնիսական բշտիկները ընդհանուր թվեր են EMC նախագծման սխեմաներում, ինչպես նաև երեք հզոր գործիքներ են էլեկտրամագնիսական միջամտությունը վերացնելու համար:
Դերի համար այս երեքը միացում, ես կարծում եմ, որ կան շատ ինժեներներ չեն հասկանում, որ հոդվածը նախագծման մանրամասն վերլուծության սկզբունքի վերացման երեք EMC ամենասուր.
1. Ֆիլտրի կոնդենսատոր
Չնայած կոնդենսատորի ռեզոնանսը անցանկալի է բարձր հաճախականության աղմուկը զտելու տեսանկյունից, կոնդենսատորի ռեզոնանսը միշտ չէ, որ վնասակար է:
Երբ որոշվում է զտվող աղմուկի հաճախականությունը, կոնդենսատորի հզորությունը կարող է կարգավորվել այնպես, որ ռեզոնանսային կետը պարզապես ընկնի խանգարման հաճախականության վրա:
Գործնական ճարտարագիտության մեջ ֆիլտրվող էլեկտրամագնիսական աղմուկի հաճախականությունը հաճախ հասնում է հարյուրավոր ՄՀց-ի կամ նույնիսկ ավելի քան 1 ԳՀց-ի: Նման բարձր հաճախականության էլեկտրամագնիսական աղմուկի համար անհրաժեշտ է օգտագործել միջուկային կոնդենսատոր՝ արդյունավետորեն զտելու համար:
Պատճառը, թե ինչու սովորական կոնդենսատորները չեն կարող արդյունավետ կերպով զտել բարձր հաճախականության աղմուկը, երկու պատճառով է.
(1) Պատճառներից մեկն այն է, որ կոնդենսատորի կապարի ինդուկտիվությունը առաջացնում է կոնդենսատորի ռեզոնանս, որը մեծ դիմադրություն է ներկայացնում բարձր հաճախականության ազդանշանին և թուլացնում է բարձր հաճախականության ազդանշանի շրջանցման ազդեցությունը.
(2) Մեկ այլ պատճառ էլ այն է, որ լարերի միջև մակաբույծ հզորությունը միացնում է բարձր հաճախականության ազդանշանը՝ նվազեցնելով զտման էֆեկտը:
Պատճառը, թե ինչու միջուկային կոնդենսատորը կարող է արդյունավետորեն զտել բարձր հաճախականության աղմուկը, այն է, որ միջուկային կոնդենսատորը ոչ միայն խնդիր չունի, որ կապարի ինդուկտիվությունը հանգեցնում է կոնդենսատորի ռեզոնանսային հաճախականության չափազանց ցածր լինելուն:
Եվ միջուկային կոնդենսատորը կարող է ուղղակիորեն տեղադրվել մետաղական վահանակի վրա, օգտագործելով մետաղական վահանակը բարձր հաճախականության մեկուսացման դերը կատարելու համար: Այնուամենայնիվ, միջուկային կոնդենսատորն օգտագործելիս ուշադրություն դարձնելու խնդիրը տեղադրման խնդիրն է:
Միջուկային կոնդենսատորի ամենամեծ թուլությունը բարձր ջերմաստիճանի և ջերմաստիճանի ազդեցության վախն է, ինչը մեծ դժվարություններ է առաջացնում միջուկային կոնդենսատորը մետաղական վահանակին եռակցելու ժամանակ:
Եռակցման ժամանակ շատ կոնդենսատորներ վնասվում են: Հատկապես, երբ վահանակի վրա մեծ քանակությամբ միջուկային կոնդենսատորներ պետք է տեղադրվեն, քանի դեռ վնաս կա, դժվար է վերանորոգել, քանի որ երբ վնասված կոնդենսատորը հանեն, վնաս կհասցնի մոտակա մյուս կոնդենսատորներին։
2. Ընդհանուր ռեժիմի ինդուկտիվություն
Քանի որ EMC-ի առջև ծառացած խնդիրները հիմնականում սովորական ռեժիմի միջամտությունն են, ընդհանուր ռեժիմի ինդուկտորները նաև մեր սովորաբար օգտագործվող հզոր բաղադրիչներից են:
Ընդհանուր ռեժիմի ինդուկտորը սովորական ռեժիմի միջամտության ճնշող սարք է, որի միջուկը ֆերիտն է, որը բաղկացած է նույն չափի երկու պարույրներից և նույն թվով պտույտներից սիմետրիկորեն փաթաթված նույն ֆերիտի օղակի մագնիսական միջուկի վրա՝ ձևավորելով չորս տերմինալային սարք, որը ունի մեծ ինդուկտիվության ճնշող ազդեցություն ընդհանուր ռեժիմի ազդանշանի համար, և փոքր արտահոսքի ինդուկտիվություն դիֆերենցիալ ռեժիմի ազդանշանի համար:
Սկզբունքն այն է, որ երբ ընդհանուր ռեժիմի հոսանքը հոսում է, մագնիսական օղակում մագնիսական հոսքը գերադասում է միմյանց, այդպիսով ունենալով զգալի ինդուկտիվություն, որն արգելակում է ընդհանուր ռեժիմի հոսանքը, և երբ երկու պարույրները հոսում են դիֆերենցիալ ռեժիմի հոսանքով, մագնիսական հոսքը: մագնիսական օղակում չեղարկում են միմյանց, և գրեթե չկա ինդուկտիվություն, ուստի դիֆերենցիալ ռեժիմի հոսանքը կարող է անցնել առանց թուլացման:
Հետևաբար, ընդհանուր ռեժիմի ինդուկտորը կարող է արդյունավետ կերպով ճնշել ընդհանուր ռեժիմի միջամտության ազդանշանը հավասարակշռված գծում, բայց չի ազդում դիֆերենցիալ ռեժիմի ազդանշանի նորմալ փոխանցման վրա:
Ընդհանուր ռեժիմի ինդուկտորները պետք է համապատասխանեն հետևյալ պահանջներին, երբ դրանք արտադրվում են.
(1) Կծիկի միջուկի վրա փաթաթված լարերը պետք է մեկուսացված լինեն, որպեսզի ապահովվի, որ ակնթարթային գերլարման ազդեցության տակ կծիկի պտույտների միջև վթարի կարճ միացում չկա.
(2) Երբ կծիկը հոսում է ակնթարթային մեծ հոսանքի միջով, մագնիսական միջուկը չպետք է հագեցած լինի.
(3) Կծիկի մագնիսական միջուկը պետք է մեկուսացված լինի կծիկից՝ ակնթարթային գերլարման ազդեցության տակ երկուսի միջև խափանումը կանխելու համար.
(4) Կծիկը պետք է հնարավորինս փաթաթվի մեկ շերտով, որպեսզի նվազեցնի կծիկի մակաբուծական հզորությունը և ուժեղացնի կծիկի կարողությունը՝ փոխանցելու անցողիկ գերլարումը:
Նորմալ պայմաններում, զտման համար պահանջվող հաճախականության գոտու ընտրությանը զուգահեռ, որքան մեծ է ընդհանուր ռեժիմի դիմադրությունը, այնքան լավ, ուստի ընդհանուր ռեժիմի ինդուկտորի ընտրության ժամանակ մենք պետք է նայենք սարքի տվյալներին, հիմնականում՝ համաձայն դիմադրության հաճախականության կորը:
Բացի այդ, ընտրելիս ուշադրություն դարձրեք ազդանշանի վրա դիֆերենցիալ ռեժիմի դիմադրության ազդեցությանը, հիմնականում կենտրոնանալով դիֆերենցիալ ռեժիմի դիմադրության վրա, հատկապես ուշադրություն դարձնելով գերարագ պորտերին:
3. Մագնիսական բշտիկ
Արտադրանքի թվային շղթայի EMC նախագծման գործընթացում մենք հաճախ օգտագործում ենք մագնիսական ուլունքներ, ֆերիտի նյութը երկաթ-մագնեզիումի կամ երկաթ-նիկելի համաձուլվածք է, այս նյութն ունի բարձր մագնիսական թափանցելիություն, նա կարող է լինել ինդուկտորը կծիկի ոլորման միջև բարձր բարձրության դեպքում: հաճախականությունը և բարձր դիմադրության առաջացած հզորությունը նվազագույնը:
Ֆերիտային նյութերը սովորաբար օգտագործվում են բարձր հաճախականություններում, քանի որ ցածր հաճախականությունների դեպքում նրանց հիմնական ինդուկտիվության բնութագրերը գծի վրա կորուստը շատ փոքր են դարձնում: Բարձր հաճախականություններում դրանք հիմնականում ռեակտիվության բնութագրիչ գործակիցներ են և փոփոխվում են հաճախականությամբ: Գործնական կիրառություններում ֆերիտային նյութերն օգտագործվում են որպես ռադիոհաճախականության սխեմաների բարձր հաճախականության թուլացուցիչներ:
Իրականում, ֆերիտը ավելի լավ է համարժեք դիմադրության և ինդուկտիվության զուգահեռին, դիմադրությունը կարճ միացված է ինդուկտորով ցածր հաճախականությամբ, իսկ ինդուկտորային դիմադրությունը բավականին բարձր է դառնում բարձր հաճախականության դեպքում, այնպես որ հոսանքն անցնում է դիմադրության միջով:
Ֆերիտը սպառող սարք է, որի վրա բարձր հաճախականության էներգիան վերածվում է ջերմային էներգիայի, որը որոշվում է նրա էլեկտրական դիմադրության բնութագրերով։ Ֆերիտի մագնիսական բշտիկները ունեն ավելի լավ բարձր հաճախականության ֆիլտրման բնութագրեր, քան սովորական ինդուկտորները:
Ֆերիտը դիմադրողական է բարձր հաճախականություններում, որը համարժեք է շատ ցածր որակի գործակից ունեցող ինդուկտորին, ուստի այն կարող է պահպանել բարձր դիմադրություն լայն հաճախականության տիրույթում, դրանով իսկ բարելավելով բարձր հաճախականության զտման արդյունավետությունը:
Ցածր հաճախականության տիրույթում դիմադրությունը կազմված է ինդուկտիվությունից: Ցածր հաճախականության դեպքում R-ը շատ փոքր է, իսկ միջուկի մագնիսական թափանցելիությունը բարձր է, ուստի ինդուկտիվությունը մեծ է։ L-ն մեծ դեր է խաղում, և էլեկտրամագնիսական միջամտությունը ճնշվում է արտացոլման միջոցով: Եվ այս պահին մագնիսական միջուկի կորուստը փոքր է, ամբողջ սարքը ցածր կորուստ է, ինդուկտորի բարձր Q բնութագրերը, այս ինդուկտորը հեշտ է ռեզոնանս առաջացնել, ուստի ցածր հաճախականության տիրույթում երբեմն կարող է ուժեղացված միջամտություն լինել: ֆերիտի մագնիսական ուլունքների օգտագործումից հետո:
Բարձր հաճախականության տիրույթում դիմադրությունը կազմված է դիմադրության բաղադրիչներից: Հաճախականության աճի հետ մագնիսական միջուկի թափանցելիությունը նվազում է, ինչի արդյունքում նվազում է ինդուկտորի ինդուկտիվությունը և նվազում է ինդուկտիվ ռեակտիվ բաղադրիչը:
Այնուամենայնիվ, այս պահին մագնիսական միջուկի կորուստը մեծանում է, դիմադրության բաղադրիչը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է ընդհանուր դիմադրության մեծացման, և երբ բարձր հաճախականության ազդանշանը անցնում է ֆերիտի միջով, էլեկտրամագնիսական միջամտությունը կլանվում և վերածվում է ձևի: ջերմության ցրման.
Ֆերիտի ճնշող բաղադրիչները լայնորեն օգտագործվում են տպագիր տպատախտակների, էլեկտրահաղորդման գծերի և տվյալների գծերում: Օրինակ, ֆերիտը ճնշող տարր ավելացվում է տպագիր տախտակի հոսանքի մալուխի մուտքի ծայրին՝ բարձր հաճախականության միջամտությունը զտելու համար:
Ֆերիտի մագնիսական օղակը կամ մագնիսական բշտիկը հատուկ օգտագործվում է ազդանշանային գծերի և էլեկտրահաղորդման գծերի վրա բարձր հաճախականության միջամտությունը և գագաթնակետային միջամտությունը ճնշելու համար, ինչպես նաև ունի էլեկտրաստատիկ լիցքաթափման իմպուլսային միջամտությունը կլանելու ունակություն: Չիպային մագնիսական ուլունքների կամ չիպային ինդուկտորների օգտագործումը հիմնականում կախված է գործնական կիրառությունից:
Չիպային ինդուկտորները օգտագործվում են ռեզոնանսային սխեմաներում: Երբ անհարկի EMI աղմուկը պետք է վերացնել, չիպային մագնիսական ուլունքների օգտագործումը լավագույն ընտրությունն է:
Չիպային մագնիսական ուլունքների և չիպային ինդուկտորների կիրառում
Չիպային ինդուկտորներ.Ռադիոհաճախականության (ՌՀ) և անլար կապ, տեղեկատվական տեխնոլոգիաների սարքավորումներ, ռադարային դետեկտորներ, ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկա, բջջային հեռախոսներ, պեյջեր, աուդիո սարքավորումներ, անհատական թվային օգնականներ (PDA), անլար հեռակառավարման համակարգեր և ցածր լարման սնուցման մոդուլներ:
Չիպային մագնիսական ուլունքներ.Ժամացույցներ ստեղծող սխեմաներ, անալոգային և թվային սխեմաների միջև զտում, I/O մուտքային/ելքային ներքին միակցիչներ (օրինակ՝ սերիական պորտեր, զուգահեռ նավահանգիստներ, ստեղնաշարեր, մկնիկներ, միջքաղաքային հեռահաղորդակցություն, տեղական ցանցեր), ՌԴ սխեմաներ և տրամաբանական սարքեր, որոնք ենթակա են միջամտություն, բարձր հաճախականությամբ իրականացվող միջամտության զտում էլեկտրամատակարարման սխեմաներում, համակարգիչներում, տպիչներում, տեսագրող սարքերում (VCRS), հեռուստատեսային համակարգերում և բջջային հեռախոսներում EMI աղմուկի ճնշում:
Մագնիսական բշտիկի միավորը ohms է, քանի որ մագնիսական բշտիկի միավորը անվանական է որոշակի հաճախականությամբ արտադրվող դիմադրությանը համապատասխան, իսկ դիմադրության միավորը նույնպես ohms է:
Մագնիսական բշտիկի DATASHEET-ը, ընդհանուր առմամբ, կտրամադրի կորի հաճախականությունը և դիմադրության բնութագրերը, սովորաբար 100 ՄՀց որպես ստանդարտ, օրինակ, երբ 100 ՄՀց հաճախականությունը, երբ մագնիսական բշտիկի դիմադրությունը համարժեք է 1000 ohms-ի:
Հաճախականության գոտու համար, որը մենք ցանկանում ենք զտել, մենք պետք է ընտրենք, որքան մեծ է մագնիսական բշտիկի դիմադրությունը, այնքան լավ, սովորաբար ընտրում ենք 600 օմ դիմադրություն կամ ավելի:
Բացի այդ, մագնիսական ուլունքներ ընտրելիս անհրաժեշտ է ուշադրություն դարձնել մագնիսական ուլունքների հոսքին, որը, ընդհանուր առմամբ, 80%-ով պակասեցման կարիք ունի, և հոսանքի սխեմաներում օգտագործելիս պետք է հաշվի առնել DC դիմադրության ազդեցությունը լարման անկման վրա:
Հրապարակման ժամանակը` Հուլիս-24-2023
