Úvod do aplikácie magnetických guľôčok pri prepínaní napájania EMC Design
EMC sa v dnešnom elektronickom dizajne a výrobe stala horúcim a ťažkým problémom. Problém EMC v praktických aplikáciách je veľmi zložitý a nedá sa vyriešiť iba teoretickými znalosťami. Viac sa spolieha na praktické skúsenosti elektronických inžinierov. S cieľom lepšie riešiť vydanie EMC elektronických výrobkov patrí hlavné úvahy uzemnenie, obvod a návrh dosiek DPS, dizajn káblov, dizajn tienenia a ďalšie súvisiace problémy.
Tento článok vysvetľuje dôležitosť magnetických guľôčok v aspekte EMC režimu prepínača napájacích zdrojov zavedením svojich základných princípov a charakteristík, aby sa pri navrhovaní nových výrobkov poskytli viac a lepší výber pre návrhárov výrobkov napájania.
1. Zložka potlačenia feritového elektromagnetického interferencie
Ferrit je feromagnetický materiál so štruktúrou kubickej mriežky. Jeho výrobný proces a mechanické vlastnosti sú podobné keramike a jej farba je šedá čierna. Bežne používaným typom magnetického jadra v elektromagnetických interferenčných filtroch je materiál feritu a mnohí výrobcovia poskytujú feritové materiály špeciálne navrhnuté na potlačenie elektromagnetickej interferencie. Charakteristikou tohto materiálu je veľmi vysoká frekvenčná strata. Najdôležitejšími parametrami výkonu pre ferity používané na potlačenie elektromagnetickej interferencie sú magnetická permeabilita μ a saturačná hustota magnetického toku BS. Magnetická priepustnosť μ môže byť vyjadrená ako komplexné číslo, pričom skutočná časť tvorí indukčnosť a imaginárna časť predstavujúca stratu, ktorá sa zvyšuje s frekvenciou. Jeho ekvivalentný obvod je preto sériový obvod pozostávajúci z induktora L a odporu R, ktoré sú funkciami frekvencie. Keď drôt prechádza týmto feritovým jadrom, impedancia vytvorenej indukčnosti sa zvyšuje so zvýšením frekvencie vo forme, ale mechanizmus je úplne odlišný pri rôznych frekvenciách.
V nízkom frekvenčnom rozsahu je impedancia zložená z indukčnej reaktancie indukčnosti. Pri nízkych frekvenciách je R veľmi malý a magnetická priepustnosť magnetického jadra je vysoká, čo vedie k veľkej indukčnosti. L hrá hlavnú úlohu a elektromagnetická interferencia sa odráža a potlačuje; A v tejto chvíli je strata magnetického jadra relatívne malá a celé zariadenie je nízkou stratou, charakteristickým induktorom s vysokým Q, ktorý je náchylný na rezonanciu. Preto sa v nízkom frekvenčnom rozsahu môže niekedy vyskytnúť zvýšenie interferencie po použití feritových guľôčok.
Vo vysokofrekvenčnom rozsahu je impedancia zložená z komponentov odporu. Keď sa frekvencia zvyšuje, magnetická priepustnosť magnetického jadra klesá, čo vedie k zníženiu indukčnosti induktora a zníženiu indukčnej impedančnej zložky. V tejto chvíli sa však strata magnetického jadra zvyšuje a zvyšuje sa zložka odporu, čo vedie k zvýšeniu celkovej impedancie. Keď vysokofrekvenčné signály prechádzajú feritom, elektromagnetické interferencie sa absorbuje a prevedie na tepelnú energiu na rozptyl.
Komponenty potlačenia feritu sa široko používajú v doskách s obvodmi, elektrickými vedeniami a dátovými vedeniami. Ak sú komponenty potlačenia feritu pridané do konca vstupu do elektrického vedenia dosky s tlačenými obvodmi, je možné odfiltrovať vysokofrekvenčnú interferenciu. Feritové magnetické krúžky alebo guľôčky sú špeciálne navrhnuté tak, aby potlačili vysokofrekvenčnú interferenciu a rušenie hrotu na signálnych vedeniach a elektrických vedeniach a majú tiež schopnosť absorbovať interferenciu elektrostatického pulzu.
