նորություններ

Սովորական իրավիճակ. նախագծող ինժեները ֆերիտի հատիկ է մտցնում EMC-ի հետ կապված խնդիրներ ունեցող շղթայի մեջ, միայն թե պարզում է, որ բշտիկը իրականում վատթարանում է անցանկալի աղմուկը: Ինչպե՞ս կարող է դա լինել: Արդյո՞ք ֆերիտի բշտիկները չպետք է վերացնեն աղմուկի էներգիան՝ առանց խնդիրը վատթարացնելու:
Այս հարցի պատասխանը բավականին պարզ է, բայց այն կարող է լայնորեն հասկանալի չլինել, բացառությամբ նրանց, ովքեր ժամանակի մեծ մասը ծախսում են EMI-ի խնդիրները լուծելու վրա: Պարզ ասած, ֆերիտի ուլունքները ֆերիտի ուլունքներ չեն, ֆերիտի ուլունքներ և այլն: Աղյուսակ, որը թվարկում է դրանց մասերի համարը, որոշակի հաճախականության դիմադրությունը (սովորաբար 100 ՄՀց), DC դիմադրությունը (DCR), առավելագույն գնահատված հոսանքը և որոշ չափերի տեղեկատվությունը (տես Աղյուսակ 1): Ամեն ինչ գրեթե ստանդարտ է: Ինչը ցույց չի տրվում տվյալների մեջ: թերթիկը նյութական տեղեկատվությունն է և համապատասխան հաճախականության կատարողական բնութագրերը:
Ֆերիտի բշտիկները պասիվ սարք են, որը կարող է հեռացնել աղմուկի էներգիան շղթայից ջերմության տեսքով: Մագնիսական բշտիկները առաջացնում են դիմադրություն լայն հաճախականության տիրույթում, դրանով իսկ վերացնելով այս հաճախականության միջակայքում անցանկալի աղմուկի էներգիան ամբողջությամբ կամ դրա մի մասը: DC լարման կիրառման համար ( ինչպիսին է IC-ի Vcc գիծը), ցանկալի է ունենալ DC դիմադրության ցածր արժեք՝ պահանջվող ազդանշանի և/կամ լարման կամ հոսանքի աղբյուրում մեծ էներգիայի կորուստներից խուսափելու համար (I2 x DCR կորուստ): Այնուամենայնիվ, ցանկալի է ունենալ բարձր դիմադրություն որոշակի սահմանված հաճախականության միջակայքերում: Հետևաբար, դիմադրությունը կապված է օգտագործվող նյութի (թափանցելիության), ֆերիտի հատիկի չափի, ոլորունների քանակի և ոլորուն կառուցվածքի հետ: Ակնհայտ է, որ տվյալ բնակարանի չափսերի և օգտագործվող հատուկ նյութի դեպքում , որքան շատ ոլորուններ, այնքան բարձր է դիմադրությունը, բայց քանի որ ներքին կծիկի ֆիզիկական երկարությունը ավելի երկար է, դա նաև կառաջացնի ավելի բարձր DC դիմադրություն: Այս բաղադրիչի անվանական հոսանքը հակադարձ համեմատական ​​է նրա DC դիմադրությանը:
EMI հավելվածներում ֆերիտի ուլունքների օգտագործման հիմնական ասպեկտներից մեկն այն է, որ բաղադրիչը պետք է լինի դիմադրության փուլում: Ի՞նչ է դա նշանակում: Պարզ ասած, սա նշանակում է, որ «R» (AC դիմադրությունը) պետք է լինի ավելի մեծ, քան «XL» (ինդուկտիվ): ռեակտիվություն): Այն հաճախականություններում, որտեղ XL> R (ցածր հաճախականություն), բաղադրիչն ավելի շատ նման է ինդուկտորի, քան դիմադրության: R> XL հաճախականության դեպքում մասը իրեն պահում է որպես դիմադրություն, ինչը ֆերիտի հատիկների պարտադիր հատկանիշն է: հաճախականությունը, որով «R»-ը դառնում է «XL»-ից մեծ, կոչվում է «խաչաձև» հաճախականություն: Սա ցույց է տրված Նկար 1-ում, որտեղ խաչմերուկի հաճախականությունը 30 ՄՀց է այս օրինակում և նշված է կարմիր սլաքով:
Սա դիտարկելու մեկ այլ տարբերակ այն է, թե ինչ է իրականում բաղադրիչը կատարում իր ինդուկտիվության և դիմադրության փուլերում: Ինչպես մյուս ծրագրերում, որտեղ ինդուկտորի դիմադրությունը չի համընկնում, մուտքային ազդանշանի մի մասը արտացոլվում է դեպի աղբյուր: Սա կարող է ապահովում է որոշակի պաշտպանություն ֆերիտի բշտիկի մյուս կողմում գտնվող զգայուն սարքավորումների համար, սակայն այն նաև «L» է մտցնում շղթայի մեջ, ինչը կարող է առաջացնել ռեզոնանս և տատանումներ (զանգեր): Հետևաբար, երբ մագնիսական ուլունքները դեռևս ինդուկտիվ բնույթ ունեն, մասնակի աղմուկի էներգիան կարտացոլվի, և աղմուկի էներգիայի մի մասը կանցնի՝ կախված ինդուկտիվության և դիմադրության արժեքներից:
Երբ ֆերիտի հատիկն իր դիմադրողական փուլում է, բաղադրիչն իրեն պահում է դիմադրության նման, ուստի այն արգելափակում է աղմուկի էներգիան և կլանում այդ էներգիան շղթայից և կլանում այն ​​ջերմության տեսքով: Թեև կառուցված է այնպես, ինչպես որոշ ինդուկտորներ, օգտագործելով նույն գործընթացը, արտադրության գիծը և տեխնոլոգիան, մեքենաները և միևնույն բաղադրիչ նյութերը, ֆերիտային ուլունքները օգտագործում են կորստի ֆերիտ նյութեր, մինչդեռ ինդուկտորներն օգտագործում են ցածր կորստի երկաթ, թթվածնային նյութ: Սա ցույց է տրված Նկար 2-ի կորում:
Նկարը ցույց է տալիս [μ''], որն արտացոլում է կորստի ֆերիտային բշտիկի նյութի վարքը:
Այն, որ դիմադրությունը տրվում է 100 ՄՀց հաճախականությամբ, նույնպես ընտրության խնդրի մի մասն է: EMI-ի շատ դեպքերում այս հաճախականության դիմադրությունը անտեղի է և ապակողմնորոշիչ: Այս «կետի» արժեքը չի ցույց տալիս, թե արդյոք դիմադրությունը մեծանում է, նվազում է: , դառնում է հարթ, և դիմադրությունը հասնում է իր գագաթնակետին այս հաճախականությամբ, և արդյոք նյութը դեռ գտնվում է իր ինդուկտիվության փուլում, թե վերածվել է դիմադրության փուլի: Իրականում, ֆերիտի հատիկների շատ մատակարարներ օգտագործում են բազմաթիվ նյութեր նույն ֆերիտի հատիկի համար, կամ համենայն դեպս, ինչպես ցույց է տրված տվյալների թերթիկում: Տե՛ս Նկար 3. Այս նկարի բոլոր 5 կորերը նախատեսված են տարբեր 120 օհմ ֆերրիտի ուլունքների համար:
Այնուհետև օգտագործողը պետք է ստանա դիմադրողականության կորը, որը ցույց է տալիս ֆերիտի բշտիկի հաճախականության բնութագրերը: Տիպիկ դիմադրության կորի օրինակը ներկայացված է Նկար 4-ում:
Նկար 4-ը ցույց է տալիս շատ կարևոր փաստ: Այս մասը նշանակված է որպես 100 ՄՀց հաճախականությամբ 50 օհմ ֆերիտային բշտիկ, սակայն դրա խաչմերուկի հաճախականությունը մոտ 500 ՄՀց է, և այն հասնում է ավելի քան 300 Օմ 1-ից 2,5 ԳՀց-ի միջև: Կրկին, պարզապես Տվյալների թերթիկը դիտելը թույլ չի տա օգտատերին իմանալ այդ մասին և կարող է ապակողմնորոշիչ լինել:
Ինչպես ցույց է տրված նկարում, նյութերի հատկությունները տարբերվում են: Կան ֆերիտի բազմաթիվ տարբերակներ, որոնք օգտագործվում են ֆերիտի ուլունքներ պատրաստելու համար: Որոշ նյութեր են՝ բարձր կորուստ, լայնաշերտ, բարձր հաճախականություն, ցածր ներդրման կորուստ և այլն: Նկար 5-ը ցույց է տալիս ընդհանուր խմբավորումը ըստ կիրառման հաճախականությունը և դիմադրությունը:
Մեկ այլ ընդհանուր խնդիրն այն է, որ տպատախտակների դիզայներները երբեմն սահմանափակվում են ֆերիտի ուլունքների ընտրությամբ իրենց հաստատված բաղադրիչների տվյալների բազայում: Անհրաժեշտ չէ գնահատել և հաստատել այլ նյութեր և մասերի համարները: Ոչ վաղ անցյալում դա բազմիցս հանգեցրել է վերը նկարագրված սկզբնական EMI աղմուկի որոշ վատթարացնող հետևանքների: Նախկինում արդյունավետ մեթոդը կարող է կիրառելի հաջորդ նախագծի կամ այն Դուք չեք կարող պարզապես հետևել նախորդ նախագծի EMI լուծմանը, հատկապես, երբ փոխվում է պահանջվող ազդանշանի հաճախականությունը կամ պոտենցիալ ճառագայթման բաղադրիչների հաճախականությունը, ինչպիսիք են ժամացույցի սարքավորումները:
Եթե ​​նայեք Նկար 6-ի երկու դիմադրողականության կորերին, կարող եք համեմատել երկու նմանատիպ նշանակված մասերի նյութական ազդեցությունները:
Այս երկու բաղադրիչների համար 100 ՄՀց հաճախականությամբ դիմադրությունը 120 ohms է: Ձախ մասի համար, օգտագործելով «B» նյութը, առավելագույն դիմադրությունը կազմում է մոտ 150 ohms, և այն իրականացվում է 400 ՄՀց հաճախականությամբ: Աջ մասի համար: , օգտագործելով «D» նյութը, առավելագույն դիմադրությունը 700 ohms է, որը ձեռք է բերվում մոտավորապես 700 ՄՀց հաճախականությամբ: Բայց ամենամեծ տարբերությունը խաչմերուկի հաճախականությունն է: «B» նյութի գերբարձր կորուստը անցնում է 6 ՄՀց հաճախականությամբ (R> XL) , մինչդեռ շատ բարձր հաճախականության «D» նյութը մնում է ինդուկտիվ մոտ 400 ՄՀց հաճախականությամբ: Ո՞ր մասն է ճիշտ օգտագործելու համար: Դա կախված է յուրաքանչյուր անհատական ​​հավելվածից:
Գծապատկեր 7-ը ցույց է տալիս բոլոր ընդհանուր խնդիրները, որոնք առաջանում են, երբ սխալ ֆերիտային ուլունքներ են ընտրվում՝ EMI-ն ճնշելու համար: Չզտված ազդանշանը ցույց է տալիս 474,5 մՎ անկում 3,5 Վ, 1 usS իմպուլսի վրա:
Բարձր կորստի տիպի նյութի օգտագործման արդյունքում (կենտրոնական գծապատկեր) չափման անկումը մեծանում է մասի ավելի բարձր խաչմերուկի հաճախականության պատճառով: Ազդանշանի անկումը 474,5 մՎ-ից հասել է 749,8 մՎ-ի: Super High Loss նյութն ունի ցածր քրոսովերի հաճախականություն և լավ կատարում: Դա կլինի ճիշտ նյութը այս հավելվածում օգտագործելու համար (նկարը աջ կողմում): Այս մասի օգտագործմամբ անկումը կրճատվում է մինչև 156,3 մՎ:
Երբ ուլունքների միջով ուղիղ հոսանքն ավելանում է, միջուկի նյութը սկսում է հագեցնել: Ինդուկտորների համար սա կոչվում է հագեցվածության հոսանք և նշվում է որպես ինդուկտիվության արժեքի տոկոսային անկում: Ֆերիտի հատիկների համար, երբ մասը գտնվում է դիմադրության փուլում, Հագեցվածության ազդեցությունն արտացոլվում է հաճախականությամբ դիմադրողականության արժեքի նվազման մեջ: Դիմադրության այս անկումը նվազեցնում է ֆերիտի ուլունքների արդյունավետությունը և EMI (AC) աղմուկը վերացնելու նրանց կարողությունը: Նկար 8-ը ցույց է տալիս ֆերիտի բշտիկների համար բնորոշ DC կողմնակալության կորերի մի շարք:
Այս նկարում ֆերիտի հատիկը գնահատվում է 100 ohms 100 ՄՀց հաճախականությամբ: Սա տիպիկ չափված դիմադրություն է, երբ մասը չունի DC հոսանք: Այնուամենայնիվ, կարելի է տեսնել, որ DC հոսանք կիրառելուց հետո (օրինակ, IC VCC-ի համար մուտք), արդյունավետ դիմադրությունը կտրուկ նվազում է: Վերոնշյալ կորում, 1.0 Ա հոսանքի դեպքում, արդյունավետ դիմադրությունը փոխվում է 100 ohms-ից մինչև 20 ohms: 100 MHz: Գուցե ոչ շատ կարևոր, բայց մի բան, որին նախագծող ինժեները պետք է ուշադրություն դարձնի: Նմանապես, օգտագործելով միայն էլեկտրական բնութագրերի տվյալները: մատակարարի տվյալների թերթիկի բաղադրիչի մասին, օգտագործողը տեղյակ չի լինի DC-ի կողմնակալության այս երևույթի մասին:
Ինչպես բարձր հաճախականությամբ ռադիոհաճախական ինդուկտորները, ֆերիտի բշտիկի մեջ ներքին կծիկի ոլորման ուղղությունը մեծ ազդեցություն ունի բշտիկի հաճախականության բնութագրերի վրա: Փաթաթման ուղղությունը ոչ միայն ազդում է դիմադրության և հաճախականության մակարդակի միջև, այլև փոխում է հաճախականության արձագանքը: Նկար 9-ում 1000 օհմ ֆերրիտի երկու ուլունքներ ներկայացված են նույն չափսերով և նույն նյութով, բայց երկու տարբեր ոլորուն կոնֆիգուրացիաներով:
Ձախ մասի կծիկները փաթաթված են ուղղահայաց հարթության վրա և շարված հորիզոնական ուղղությամբ, որն առաջացնում է ավելի բարձր դիմադրողականություն և ավելի բարձր հաճախականության արձագանք, քան աջ կողմի հատվածը հորիզոնական հարթությունում փաթաթված և շարված ուղղահայաց ուղղությամբ: Սա մասամբ պայմանավորված է: դեպի ստորին կոնդենսիվ ռեակտիվություն (XC), որը կապված է վերջի տերմինալի և ներքին կծիկի միջև մակաբուծական հզորության կրճատման հետ: Ավելի ցածր XC-ն կառաջացնի ավելի բարձր ինքնառեզոնանսային հաճախականություն և այնուհետև թույլ կտա ֆերիտի բշտիկի դիմադրությունը շարունակել մեծանալ մինչև այն: հասնում է ավելի բարձր ինքնառեզոնանսային հաճախականության, որն ավելի բարձր է, քան ֆերիտի բշտիկի ստանդարտ կառուցվածքը: Դիմադրության արժեքը: Վերոհիշյալ երկու 1000 օհմ ֆերիտի հատիկների կորերը ներկայացված են Նկար 10-ում:
Ֆերիտի բշտիկների ճիշտ և սխալ ընտրության հետևանքները հետագայում ցուցադրելու համար մենք օգտագործեցինք պարզ փորձարկման միացում և փորձարկման տախտակ՝ ցուցադրելու վերը քննարկված բովանդակության մեծ մասը: Նկար 11-ում փորձարկման տախտակը ցույց է տալիս երեք ֆերիտի բշտիկների դիրքերը և նշված փորձարկման կետերը: «A», «B» և «C», որոնք գտնվում են հաղորդիչի ելքային սարքից (TX) հեռավորության վրա:
Ազդանշանի ամբողջականությունը չափվում է ֆերիտի ուլունքների ելքային կողմում երեք դիրքերից յուրաքանչյուրում և կրկնվում է տարբեր նյութերից պատրաստված երկու ֆերիտի բշտիկներով: Առաջին նյութը՝ ցածր հաճախականության կորստի «S» նյութը, փորձարկվել է կետերում: «A», «B» և «C»: Այնուհետև օգտագործվեց ավելի բարձր հաճախականության «D» նյութ: Այս երկու ֆերիտի ուլունքների օգտագործմամբ կետ առ կետ արդյունքները ներկայացված են Նկար 12-ում:
«Միջոցով» չզտված ազդանշանը ցուցադրվում է միջին շարքում, որը ցույց է տալիս համապատասխանաբար բարձրացող և իջնող եզրերի որոշակի գերազանցում և անկում: Կարելի է տեսնել, որ վերը նշված փորձարկման պայմանների համար ճիշտ նյութ օգտագործելով, ցածր հաճախականության կորստի նյութը ցույց է տալիս լավ գերազանցում: և բարձրացող և իջնող եզրերի վրա ազդանշանի անկման բարելավում: Այս արդյունքները ներկայացված են Նկար 12-ի վերին շարքում: Բարձր հաճախականությամբ նյութերի օգտագործման արդյունքը կարող է առաջացնել զանգ, որն ուժեղացնում է յուրաքանչյուր մակարդակ և մեծացնում անկայունության ժամանակահատվածը: Այս թեստի արդյունքները. ցույց է տրված ներքևի շարքում:
Նկար 13-ում ցուցադրված հորիզոնական սկանավորման ժամանակ առաջարկվող վերին մասում (Նկար 12) հաճախականությամբ EMI-ի բարելավումը դիտելիս կարելի է տեսնել, որ բոլոր հաճախականությունների համար այս մասը զգալիորեն նվազեցնում է EMI-ի բարձրացումները և նվազեցնում ընդհանուր աղմուկի մակարդակը 30-ում: մինչև մոտավորապես 350 ՄՀց տիրույթում ընդունելի մակարդակը շատ ցածր է կարմիր գծով ընդգծված EMI սահմանաչափից: Սա B դասի սարքավորումների ընդհանուր կարգավորող ստանդարտն է (FCC Մաս 15 ԱՄՆ-ում): Ֆերիտի ուլունքներում օգտագործվող «S» նյութը հատուկ օգտագործվում է այս ցածր հաճախականությունների համար: Կարելի է տեսնել, որ երբ հաճախականությունը գերազանցում է 350 ՄՀց, «S» նյութը սահմանափակ ազդեցություն ունի սկզբնական, չզտված EMI աղմուկի մակարդակի վրա, սակայն այն նվազեցնում է 750 ՄՀց հաճախականության հիմնական աճը մոտ 6 դԲ-ով: Եթե EMI աղմուկի հիմնական մասը 350 ՄՀց-ից բարձր է, դուք պետք է. հաշվի առեք ավելի բարձր հաճախականության ֆերիտային նյութերի օգտագործումը, որոնց առավելագույն դիմադրությունը սպեկտրում ավելի բարձր է:
Իհարկե, բոլոր զանգերը (ինչպես ցույց է տրված Նկար 12-ի ներքևի կորը) սովորաբար կարելի է խուսափել կատարողականի իրական փորձարկման և/կամ մոդելավորման ծրագրաշարի միջոցով, սակայն հուսով ենք, որ այս հոդվածը թույլ կտա ընթերցողներին շրջանցել շատ տարածված սխալներ և նվազեցնել անհրաժեշտությունը: ընտրեք ճիշտ ֆերիտի հատիկի ժամանակը և տրամադրեք ավելի «կրթված» մեկնարկային կետ, երբ ֆերիտի հատիկներն անհրաժեշտ են EMI-ի խնդիրները լուծելու համար:
Ի վերջո, ավելի շատ ընտրության և դիզայնի ճկունության համար ավելի լավ է հաստատել ֆերիտի հատիկների մի շարք կամ շարք, այլ ոչ միայն մեկ մասի համար: Պետք է նշել, որ տարբեր մատակարարներ օգտագործում են տարբեր նյութեր, և յուրաքանչյուր մատակարարի հաճախականությունը պետք է վերանայվի: , հատկապես, երբ միևնույն նախագծի համար մի քանի գնումներ են կատարվում: Առաջին անգամ դա անելը մի փոքր հեշտ է, բայց երբ մասերը մուտքագրվեն բաղադրիչի տվյալների բազա հսկիչ համարի ներքո, դրանք կարող են օգտագործվել ցանկացած վայրում: Կարևորն այն է, որ տարբեր մատակարարներից մասերի հաճախականության կատարումը շատ նման է ապագայում այլ կիրառումների հնարավորությունը վերացնելու համար: Սա նաև կապահովի, որ ճիշտ ֆերիտի հատիկներն օգտագործվեն ձեր EMI խնդիրը լուծելու համար:
Քրիս Բուրկետը աշխատում է TDK-ում 1995 թվականից և այժմ հանդիսանում է հավելվածների ավագ ինժեներ՝ աջակցելով մեծ թվով պասիվ բաղադրիչների: Նա ներգրավված է եղել արտադրանքի նախագծման, տեխնիկական վաճառքի և շուկայավարման ոլորտներում: Բուրկետը գրել և հրատարակել է տեխնիկական փաստաթղթեր բազմաթիվ ֆորումներում: Burket-ը ստացել է ԱՄՆ երեք արտոնագիր օպտիկական/մեխանիկական անջատիչների և կոնդենսատորների վերաբերյալ:
In Compliance-ը նորությունների, տեղեկատվության, կրթության և ոգեշնչման հիմնական աղբյուրն է էլեկտրական և էլեկտրոնային ճարտարագիտության մասնագետների համար:
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Կրթություն Էներգետիկա և Էներգետիկ Արդյունաբերություն Տեղեկատվական Տեխնոլոգիա Բժշկական Ռազմական և Ազգային Պաշտպանություն