Anvendelse af magnetiske perler i EMC-design af skiftende strømforsyning
1 Ferrit elektromagnetisk interferensundertrykkelseskomponent
Ferrit er et ferrimagnetisk materiale med en kubisk gitterstruktur. Dens fremstillingsproces og mekaniske egenskaber ligner keramik, og dens farve er grå-sort. En type magnetisk kerne, der ofte bruges i elektromagnetiske interferensfiltre, er ferritmateriale. Mange producenter leverer ferritmaterialer, der specifikt anvendes til undertrykkelse af elektromagnetisk interferens. Dette materiale er kendetegnet ved meget høje tab ved høje frekvenser. For ferritter, der bruges til at undertrykke elektromagnetisk interferens, er de vigtigste præstationsparametre magnetisk permeabilitet μ og mætningsmagnetisk fluxtæthed Bs. Magnetisk permeabilitet μ kan udtrykkes som et komplekst tal, den reelle del udgør induktansen, og den imaginære del repræsenterer tabet, som stiger med stigningen i frekvensen. Derfor er dets ækvivalente kredsløb et seriekredsløb bestående af en induktor L og en modstand R. Både L og R er funktioner af frekvens. Når en ledning passerer gennem denne ferritkerne, stiger den dannede induktive impedans i form, når frekvensen stiger, men dens mekanisme er helt anderledes ved forskellige frekvenser.
I lavfrekvensbåndet er impedansen sammensat af induktorens induktive reaktans. Ved lav frekvens er R meget lille, og den magnetiske permeabilitet af den magnetiske kerne er høj, så induktansen er stor. L spiller en stor rolle. Den elektromagnetiske interferens reflekteres og undertrykkes; og på dette tidspunkt er den magnetiske Kernetabet lille, og hele enheden er en induktor med lavt tab og høje Q-egenskaber. Denne induktor er let at forårsage resonans. Derfor kan interferens i lavfrekvensbåndet nogle gange blive forstærket efter brug af ferritperler.
I højfrekvensbåndet er impedansen sammensat af modstandskomponenter. Efterhånden som frekvensen stiger, falder den magnetiske permeabilitet af den magnetiske kerne, hvilket får induktansen til at falde og den induktive reaktanskomponent til at falde. Men på dette tidspunkt øges tabet af den magnetiske kerne, og modstandskomponenten øges. , hvilket får den samlede impedans til at stige. Når højfrekvente signaler passerer gennem ferriten, absorberes den elektromagnetiske interferens og omdannes til varmeenergi og spredes.
Ferritundertrykkelseskomponenter er meget udbredt i printkort, elledninger og dataledninger. Hvis en ferritundertrykkelseskomponent tilføjes til indgangsenden af strømledningen på printkortet, kan højfrekvent interferens filtreres fra. Ferritmagnetiske ringe eller magnetiske perler er specielt brugt til at undertrykke højfrekvent interferens og spidsinterferens på signalledninger og elledninger. Det har også evnen til at absorbere elektrostatisk udladningsimpulsinterferens.
2 Principper og karakteristika for magnetiske perler Når der strømmer strøm gennem ledningen i det centrale hul, vil der blive genereret et cirkulerende magnetisk spor inde i den magnetiske perle. Ferritter, der bruges til EMI-kontrol, bør formuleres til at sprede det meste af den magnetiske flux som varme i materialet. Dette fænomen kan simuleres af en seriekombination af en induktor og en modstand. som vist på billede 2
De numeriske værdier af de to komponenter er proportionale med længden af de magnetiske perler, og længden af de magnetiske perler har en væsentlig indflydelse på undertrykkelseseffekten. Jo længere længden af de magnetiske perler er, jo bedre er undertrykkelseseffekten. Da signalenergien er magnetisk koblet til de magnetiske perler, stiger reaktansen og modstanden af induktoren, når frekvensen stiger. Effektiviteten af magnetisk kobling afhænger af perlematerialets magnetiske permeabilitet i forhold til luft. Normalt kan tabet af ferritmaterialet, der udgør de magnetiske perler, udtrykkes som en kompleks størrelse ved dets magnetiske permeabilitet i forhold til luft.
Magnetiske materialer bruger ofte dette forhold til at karakterisere tabsvinklen. Komponenterne, der bruges til EMI-undertrykkelse, kræver en stor tabsvinkel, hvilket betyder, at det meste af interferensen vil blive dissiperet uden at blive reflekteret. De mange forskellige tilgængelige ferritmaterialer, der i øjeblikket er tilgængelige, giver designere en bred vifte af valgmuligheder til brug af magnetiske perler i forskellige situationer.
