I condensatori di filtru, l'induttori di modu cumunu è e perle magnetiche sò figure cumuni in i circuiti di cuncepimentu EMC, è sò ancu trè strumenti putenti per eliminà l'interferenze elettromagnetiche.
Per u rolu di sti trè in u circuitu, credu chì ci sò parechji ingegneri chì ùn capiscenu micca, l'articulu da u cuncepimentu di una analisi dettagliata di u principiu di eliminà i trè EMC più acuti.
1. Condensatore di filtru
Ancu s'è a risonanza di u condensatore hè indesiderabile da u puntu di vista di u filtramentu di u rumore d'alta frequenza, a risonanza di u condensatore ùn hè micca sempre dannosa.
Quandu a frequenza di u rumore da filtrà hè determinata, a capacità di u condensatore pò esse aghjustata in modu chì u puntu di risonanza caschi ghjustu nantu à a frequenza di disturbu.
In l'ingegneria pratica, a frequenza di u rumore elettromagneticu da filtrà hè spessu alta cum'è centinaie di MHz, o ancu più di 1 GHz. Per un tale rumore elettromagneticu d'alta frequenza, hè necessariu aduprà un condensatore à core passante per filtrà efficacemente.
A ragione per a quale i condensatori ordinari ùn ponu micca filtrà efficacemente u rumore d'alta frequenza hè per duie ragioni:
(1) Una di e ragioni hè chì l'induttanza di u piombu di u condensatore provoca a risonanza di u condensatore, chì prisenta una grande impedenza à u signale d'alta frequenza, è indebulisce l'effettu di bypass di u signale d'alta frequenza;
(2) Un'altra ragione hè chì a capacità parassita trà i fili accoppia u signale d'alta frequenza, riducendu l'effettu di filtrazione.
A ragione per a quale u condensatore à core passante pò filtrà efficacemente u rumore d'alta frequenza hè chì u condensatore à core passante ùn solu ùn hà micca u prublema chì l'induttanza di u piombu face chì a frequenza di risonanza di u condensatore sia troppu bassa.
È u condensatore à core passante pò esse stallatu direttamente nantu à u pannellu metallicu, aduprendu u pannellu metallicu per ghjucà u rolu di isolamentu d'alta frequenza. Tuttavia, quandu si usa u condensatore à core passante, u prublema à quale fà attenzione hè u prublema di installazione.
A più grande debulezza di u condensatore passante hè a paura di l'alta temperatura è di l'impattu di a temperatura, chì causa grandi difficultà quandu si salda u condensatore passante à u pannellu metallicu.
Parechji condensatori sò dannighjati durante a saldatura. In particulare quandu un gran numeru di condensatori à core devenu esse stallati nantu à u pannellu, finu à chì ci hè un dannu, hè difficiule di riparà, perchè quandu u condensatore dannighjatu hè cacciatu, causerà danni à altri condensatori vicini.
2. Induttanza di modu cumunu
Siccomu i prublemi chì l'EMC affronta sò soprattuttu interferenze di modu cumunu, l'induttori di modu cumunu sò ancu unu di i nostri cumpunenti putenti cumunimenti usati.
L'induttore di modu cumunu hè un dispositivu di soppressione di interferenze di modu cumunu cù ferrite cum'è core, chì hè custituitu da duie bobine di a stessa dimensione è u listessu numeru di spire avvolte simmetricamente nantu à u listessu core magneticu di anellu di ferrite per furmà un dispositivu à quattru terminali, chì hà un grande effettu di soppressione di l'induttanza per u signale di modu cumunu, è una piccula induttanza di dispersione per u signale di modu differenziale.
U principiu hè chì quandu a corrente di modu cumunu scorre, u flussu magneticu in l'anellu magneticu si sovrappone, avendu cusì una induttanza cunsiderevule, chì inibisce a corrente di modu cumunu, è quandu e duie bobine scorrenu attraversu a corrente di modu differenziale, u flussu magneticu in l'anellu magneticu si annulla, è ùn ci hè quasi nisuna induttanza, dunque a corrente di modu differenziale pò passà senza attenuazione.
Dunque, l'induttore di modu cumunu pò supprimà efficacemente u signale d'interferenza di modu cumunu in a linea equilibrata, ma ùn hà micca effettu nantu à a trasmissione nurmale di u signale di modu differenziale.
L'induttori di modu cumunu devenu risponde à i seguenti requisiti quandu sò fabbricati:
(1) I fili avvolti nantu à u core di a bobina devenu esse isolati per assicurà chì ùn ci sia micca cortu circuitu trà e spire di a bobina sottu l'azione di una sovratensione istantanea;
(2) Quandu a bobina scorri per a grande corrente istantanea, u core magneticu ùn deve esse saturatu;
(3) U core magneticu in a bobina deve esse insulatu da a bobina per impedisce a rottura trà i dui sottu l'azione di una sovratensione istantanea;
(4) A bobina deve esse avvolta in un unicu stratu u più pussibule, in modu da riduce a capacità parassita di a bobina è migliurà a capacità di a bobina di trasmette sovratensioni transitorie.
In circustanze nurmali, mentre prestate attenzione à a selezzione di a banda di frequenza necessaria per filtrà, più grande hè l'impedenza di modu cumunu, megliu hè, dunque ci vole à fighjà i dati di u dispusitivu quandu selezziunate l'induttore di modu cumunu, principalmente secondu a curva di frequenza di l'impedenza.
Inoltre, quandu si sceglie, fate attenzione à l'impattu di l'impedenza di u modu differenziale nantu à u signale, cuncentrandosi principalmente nantu à l'impedenza di u modu differenziale, in particulare prestandu attenzione à i porti à alta velocità.
3. Perla magnetica
In u prucessu di cuncepimentu EMC di u circuitu digitale di u pruduttu, usemu spessu perle magnetiche, u materiale di ferrite hè una lega di ferru-magnesiu o una lega di ferru-nickel, stu materiale hà una alta permeabilità magnetica, pò esse l'induttore trà l'avvolgimentu di a bobina in casu di alta frequenza è alta resistenza generata capacità minima.
I materiali di ferrite sò generalmente usati à alte frequenze, perchè à basse frequenze e so caratteristiche principali di induttanza rendenu a perdita nantu à a linea assai chjuca. À alte frequenze, sò principalmente rapporti caratteristici di reattanza è cambianu cù a frequenza. In applicazioni pratiche, i materiali di ferrite sò usati cum'è attenuatori d'alta frequenza per i circuiti di radiofrequenza.
In fatti, a ferrite hè megliu equivalente à u parallelu di resistenza è induttanza, a resistenza hè in cortu circuitu da l'induttore à bassa frequenza, è l'impedenza di l'induttore diventa abbastanza alta à alta frequenza, affinchì tutta a corrente passi per a resistenza.
A ferrite hè un dispositivu cunsumadore nantu à u quale l'energia à alta frequenza hè cunvertita in energia termica, chì hè determinata da e so caratteristiche di resistenza elettrica. E perle magnetiche di ferrite anu migliori caratteristiche di filtraggio à alta frequenza cà l'induttori ordinari.
A ferrite hè resistiva à alte frequenze, equivalente à un induttore cù un fattore di qualità assai bassu, dunque pò mantene una alta impedenza annantu à una larga gamma di frequenze, migliorandu cusì l'efficienza di u filtraggio d'alta frequenza.
In a banda di bassa frequenza, l'impedenza hè cumposta da induttanza. À bassa frequenza, R hè assai chjuca, è a permeabilità magnetica di u core hè alta, dunque l'induttanza hè grande. L ghjoca un rollu maiò, è l'interferenza elettromagnetica hè soppressa da a riflessione. È in questu mumentu, a perdita di u core magneticu hè chjuca, tuttu u dispusitivu hè una bassa perdita, caratteristiche Q elevate di l'induttore, questu induttore hè faciule da causà risonanza, dunque in a banda di bassa frequenza, qualchì volta ci pò esse interferenza aumentata dopu l'usu di perle magnetiche di ferrite.
In a banda d'alta frequenza, l'impedenza hè cumposta da cumpunenti di resistenza. Quandu a frequenza aumenta, a permeabilità di u core magneticu diminuisce, ciò chì porta à una diminuzione di l'induttanza di l'induttore è una diminuzione di a cumpunente di reattanza induttiva.
Tuttavia, in questu mumentu, a perdita di u core magneticu aumenta, a cumpunente di resistenza aumenta, risultendu in un aumentu di l'impedenza tutale, è quandu u signale d'alta frequenza passa per a ferrite, l'interferenza elettromagnetica hè assorbita è cunvertita in forma di dissipazione di u calore.
I cumpunenti di soppressione di ferrite sò largamente usati in circuiti stampati, linee elettriche è linee di dati. Per esempiu, un elementu di soppressione di ferrite hè aghjuntu à l'estremità d'entrata di u cavu d'alimentazione di a scheda stampata per filtrà l'interferenze d'alta frequenza.
L'anellu magneticu di ferrite o a perla magnetica hè aduprata apposta per supprimà l'interferenze d'alta frequenza è l'interferenze di piccu nantu à e linee di signale è e linee elettriche, è hà ancu a capacità di assorbe l'interferenze di l'impulsi di scarica elettrostatica. L'usu di perle magnetiche di chip o induttori di chip dipende principalmente da l'applicazione pratica.
L'induttori di chip sò usati in circuiti risonanti. Quandu u rumore EMI innecessariu deve esse eliminatu, l'usu di perle magnetiche di chip hè a megliu scelta.
Applicazione di perle magnetiche à chip è induttori à chip
Induttori di chip:Comunicazioni à radiofrequenza (RF) è senza filu, apparecchiature di tecnulugia di l'infurmazione, rilevatori di radar, elettronica automobilistica, telefoni cellulari, cercapersone, apparecchiature audio, assistenti digitali persunali (PDA), sistemi di telecomandu senza filu è moduli di alimentazione à bassa tensione.
Perle magnetiche à chip:Circuiti generatori di clock, filtraggio trà circuiti analogichi è digitali, connettori interni di input/output I/O (cum'è porte seriali, porte parallele, tastiere, topi, telecomunicazioni à longa distanza, reti lucali), circuiti RF è dispositivi logici suscettibili à interferenze, filtraggio di interferenze condotte ad alta frequenza in circuiti di alimentazione, computer, stampanti, videoregistratori (VCRS), soppressione di u rumore EMI in sistemi televisivi è telefoni cellulari.
L'unità di a perla magnetica hè ohm, perchè l'unità di a perla magnetica hè nominale in cunfurmità cù l'impedenza ch'ella produce à una certa frequenza, è l'unità d'impedenza hè ancu ohm.
A SCHEDA TECNICA di a perla magnetica furnisce generalmente e caratteristiche di frequenza è impedenza di a curva, generalmente 100 MHz cum'è standard, per esempiu, quandu a frequenza hè di 100 MHz quandu l'impedenza di a perla magnetica hè equivalente à 1000 ohm.
Per a banda di frequenza chì vulemu filtrà, ci vole à sceglie più grande hè l'impedenza di a perla magnetica, megliu hè, di solitu sceglite una impedenza di 600 ohm o più.
Inoltre, quandu si sceglienu perle magnetiche, hè necessariu fà attenzione à u flussu di perle magnetiche, chì generalmente deve esse declassatu di 80%, è l'influenza di l'impedenza DC nantu à a caduta di tensione deve esse cunsiderata quandu hè aduprata in circuiti di putenza.
Data di publicazione: 24 di lugliu di u 2023
