Los condensadores de potencia de filtrado, los inductores de modo común y las perlas magnéticas son sombras comunes en el circuito de suministro de energía de los esquemas de diseño de EMC, y también son los tres artefactos principales para resolver las señales de interferencia.
En cuanto a los efectos de estos tres en el circuito de potencia, creo firmemente que muchos ingenieros técnicos no lo entienden. El contenido del artículo analiza los principios básicos para resolver los tres artefactos de EMC del plan de diseño.
1. Condensador de acoplamiento
Aunque la resonancia del capacitor no es deseable desde la perspectiva de filtrar el ruido de alta frecuencia, la resonancia en serie del capacitor no siempre es dañina.
Si la frecuencia del ruido que desea filtrar es clara, puede ajustar el volumen del capacitor para que el punto de resonancia en serie caiga justo en la frecuencia perturbadora.
En proyectos de ingeniería específicos, la frecuencia del ruido de inducción magnética a filtrar suele superar los 100 MHz, o incluso superar los 2GBHz. Para tal ruido de inducción magnética de alta frecuencia, se deben usar condensadores de núcleo pasante para filtrar razonablemente.
inductancia
Generalmente, los condensadores no pueden filtrar el ruido de alta frecuencia razonablemente por dos razones:
(1) Una de las razones es que la inductancia del cable del condensador hace que el condensador resuene en serie, lo que presenta una gran impedancia a la señal de datos de alta frecuencia, lo que debilita el efecto de derivación de la señal de datos de alta frecuencia;
(2) Otra razón es que la capacitancia parásita en el medio de la línea de transmisión hace que la señal de datos de alta frecuencia se acople, lo que reduce el efecto de filtrado real.
Los capacitores de núcleo pasante a menudo pueden filtrar razonablemente el ruido de alta frecuencia, porque el capacitor de núcleo pasante no solo tiene inductancia de cable, lo que genera el problema de una resonancia en serie demasiado baja del capacitor.
Y el condensador de núcleo pasante se puede instalar inmediatamente en el panel de control de material metálico, y el panel de control de material metálico tiene el efecto de aislamiento de alta frecuencia. Sin embargo, cuando se aplican capacitores de núcleo pasante, el problema a tener en cuenta es el problema de instalación.
La desventaja del capacitor de paso más grande es que teme las altas temperaturas y los golpes de temperatura, lo que causa grandes dificultades al soldar el capacitor de paso al panel de control de metal.
Muchos condensadores se destruyen durante todo el proceso de soldadura eléctrica. Especialmente cuando se deben instalar muchos capacitores de núcleo pasante en el panel de control, solo uno de ellos se destruye y es difícil de recuperar, porque cuando se retira el capacitor dañado, se destruirán otros capacitores adyacentes.
2. Inductancia de modo común
Debido a que la mayoría de las dificultades encontradas en EMC son interferencias de modo común, los inductores de modo común también son uno de los componentes potentes más comunes.
La inductancia de modo común es un componente de supresión de interferencias de modo común que utiliza ferrita como armazón del transformador. Consiste en dos bobinas electromagnéticas con las mismas especificaciones y el mismo número de vueltas de bobina. La inductancia de la bobina está en el mismo esqueleto del transformador toroidal de ferrita. , Para producir un componente de cuatro terminales, es necesario exhibir una gran inductancia para señales de datos de modo común y tener un efecto de supresión, mientras que para señales de datos de modo diferencial exhibir una pequeña inductancia de fuga, básicamente falla.
El principio básico es que el flujo magnético en el núcleo magnético se acumula cuando pasa a través de la corriente de modo común y luego tiene una inductancia muy grande, que tiene un efecto de supresión en la corriente de modo común. Cuando las dos bobinas electromagnéticas pasan a través de la corriente de modo diferencial, el núcleo magnético Los flujos magnéticos se cancelan entre sí y básicamente no hay inductancia, por lo que la corriente de modo diferencial no puede tener una base de coeficiente de atenuación.
Por lo tanto, la inductancia de modo común puede suprimir razonablemente la señal de datos de interferencia de modo común en la ruta balanceada y no daña todas las señales de datos de modo diferencial que normalmente se transmiten en la ruta.
Los siguientes requisitos deben tenerse en cuenta al fabricar inductores de modo común:
(1) La inductancia de la bobina debe estar aislada entre sí para las líneas de transmisión en el esqueleto del transformador de bobina electromagnética para garantizar que la bobina electromagnética gire sin fallas de cortocircuito bajo el efecto de sobretensión de velocidad instantánea;
(2) Cuando la bobina electromagnética pasa a través de la velocidad instantánea y la corriente grande, el esqueleto del transformador no necesita estar en un estado saturado;
(3) El esqueleto del transformador en la bobina electromagnética debe estar aislado con la bobina electromagnética para evitar la penetración entre sí bajo el efecto de sobretensión de velocidad instantánea;
(4) La bobina electromagnética debe tener un solo lado como la inductancia de la bobina, lo que puede reducir la capacitancia parásita de la bobina electromagnética y mejorar la capacidad de la bobina electromagnética para trabajar contra la sobretensión de velocidad instantánea.
En general, preste atención a la selección del rango de frecuencias a filtrar. Cuanto mayor sea la impedancia de modo común, mejor. Por lo tanto, debemos observar los materiales de los componentes al seleccionar el inductor de modo común. La clave es seleccionar la frecuencia en función de la curva de frecuencia de impedancia.
Además, preste atención a los peligros de la impedancia del modo diferencial a la señal de datos al seleccionar. La preocupación clave es la impedancia del modo diferencial, y se debe prestar atención al número de puerto de alta velocidad.
3. Cuentas magnéticas
En el proceso de diseño de circuitos digitales de productos básicos de EMC, a menudo aplicamos perlas magnéticas. La materia prima de la ferrita es aluminio fundido a presión de hierro o aleación de hierro y níquel. Este tipo de materia prima tiene una alta permeabilidad magnética y puede ser la resistencia del devanado de la bobina electromagnética de la inductancia. En el medio, los condensadores causados por alta frecuencia y alta resistencia son los menos importantes.
Las materias primas de ferrita se utilizan generalmente en condiciones de alta frecuencia. Debido a sus características críticas de inductancia a bajas frecuencias, la pérdida en la red no es grande. En condiciones de alta frecuencia, tienen una relación característica de inductancia crítica y cambian con la frecuencia. En aplicaciones específicas, las materias primas de ferrita se utilizan como atenuadores de alta frecuencia para circuitos de radiofrecuencia.
De hecho, la ferrita es bien equivalente a la conexión en serie de una resistencia y su inductancia. A bajas frecuencias, el inductor cortocircuita la resistencia. A altas frecuencias, la impedancia del inductor aumenta cada vez más, de modo que la cantidad de corriente fluye a través de la resistencia.
La ferrita es un dispositivo costoso en el que la energía cinética de alta frecuencia se convierte en energía, que está determinada por las características de su resistencia. En comparación con los inductores generales, las perlas de ferrita tienen características de filtrado de alta frecuencia más fuertes.
La ferrita exhibe resistividad a altas frecuencias y sus características son las mismas que las de los inductores con un factor de calidad muy bajo, por lo que puede mantener una alta impedancia en el rango de frecuencias muy altas, mejorando así la eficiencia del filtrado de alta frecuencia.
En la banda de baja frecuencia, la impedancia está compuesta por la reactancia inductiva de la inductancia. A baja frecuencia, R no es grande y la permeabilidad del esqueleto del transformador es alta, por lo que la inductancia es muy grande. L juega una función clave, y la superficie reflectante suprime la señal de interferencia; y en este momento, el transformador La pérdida del esqueleto es pequeña, y todos los componentes son un inductor de alto Q sin pérdidas. Este tipo de inductancia es muy fácil de causar resonancia en serie. Por lo tanto, en el rango de baja frecuencia, a veces es posible que aumente el efecto de la aplicación de perlas de ferrita. .
En el rango de alta frecuencia, la impedancia se compone de componentes de resistencia. A medida que aumenta la frecuencia, disminuye la permeabilidad del esqueleto del transformador, lo que da como resultado una disminución de la inductancia del inductor y una disminución del componente de reactancia inductiva.
Sin embargo, en este momento, la pérdida del esqueleto del transformador aumenta debido al componente de resistencia, lo que hace que aumente la impedancia total. Cuando la señal de datos de alta frecuencia se basa en la ferrita, la señal de interferencia se digiere y absorbe y se convierte en energía.
Los componentes de supresión de ferrita se utilizan ampliamente en placas de circuito impreso, enchufes de alimentación y líneas de carga de teléfonos móviles. Por ejemplo, agregar componentes de supresión de ferrita al extremo del canal del enchufe de alimentación de la placa de circuito impreso puede filtrar los efectos de alta frecuencia.
El tipo especial de núcleo o perla de ferrita se utiliza para suprimir la influencia de alta frecuencia y la influencia máxima en el cable de alimentación y el enchufe de alimentación. También tiene la capacidad de digerir y absorber la influencia de la corriente de pulso de descarga de inducción electrostática. La aplicación de perlas magnéticas incorporadas es la clave para los inductores incorporados y también depende del lugar de aplicación específico.
Se debe utilizar un inductor incorporado en el circuito de acoplamiento. Cuando es necesario eliminar el ruido EMI no utilizado, la aplicación de perlas magnéticas incorporadas es la mejor opción.
Dónde usar cuentas magnéticas integradas e inductores integrados
Inductores incorporados: radiofrecuencia (RF) y comunicaciones inalámbricas, equipos de tecnología de la información, detectores de detección de radar, electrónica automotriz, teléfonos celulares, buscapersonas, dispositivos de salida de audio, asistentes digitales personales (PDA), software de sistema de control remoto inalámbrico y su Low- Módulo de control del sistema de suministro de energía de voltaje, etc.
Cuentas magnéticas integradas: circuito de alimentación de generación de reloj digital, filtrado entre circuitos integrados digitales y diseño de circuito digital, conectores de RF internos de entrada/salida de E/S (como comunicación en serie, puerto paralelo, teclado de computadora, mouse de computadora, telecomunicaciones de larga distancia red, red de área local), circuitos de radiofrecuencia y dispositivos lógicos fácilmente afectados, circuitos de suministro de energía para filtrar los efectos de transmisión de alta frecuencia, computadoras electrónicas, fotocopiadoras, cámaras de video (VCRS), sistemas de TV y supresión de ruido EMI de teléfonos móviles.
La empresa de cuentas magnéticas es Oumu, porque la empresa de cuentas magnéticas se tolera de acuerdo con la impedancia causada por ella a cierta frecuencia, y la empresa de impedancia también es Oumu.
La HOJA DE DATOS de la perla magnética generalmente mostrará el gráfico de tendencia característico de frecuencia e impedancia, que generalmente está estandarizado en 100MHz. Por ejemplo, a una frecuencia de 100 MHz, la impedancia de la perla magnética es equivalente a 1000 ohmios.
Para el rango de frecuencia que desea filtrar, debe elegir cuanto mayor sea la impedancia de la perla magnética, mejor. En circunstancias normales, elija la impedancia por encima de 600 ohmios.
Además, debe prestar atención al flujo total de las perlas magnéticas al seleccionar las perlas magnéticas. Generalmente, debe ajustarse en un 80% para resolver el problema. Al usar el circuito, es necesario considerar el daño de la impedancia de CA a la pérdida.
