Il-kapaċitaturi tal-filtru, l-indutturi tal-modalità komuni, u ż-żibeġ manjetiċi huma figuri komuni fiċ-ċirkwiti tad-disinn tal-EMC, u huma wkoll tliet għodod qawwija biex jeliminaw l-interferenza elettromanjetika.
Għar-rwol ta' dawn it-tlieta fiċ-ċirkwit, nemmen li hemm ħafna inġiniera li ma jifhmux, l-artiklu mid-disinn ta' analiżi dettaljata tal-prinċipju tal-eliminazzjoni tat-tlieta l-aktar EMC qawwija.
1. Kondensatur tal-filtru
Għalkemm ir-reżonanza tal-kapaċitatur mhijiex mixtieqa mill-perspettiva tal-iffiltrar tal-istorbju ta' frekwenza għolja, ir-reżonanza tal-kapaċitatur mhux dejjem hija ta' ħsara.
Meta tiġi ddeterminata l-frekwenza tal-istorbju li għandu jiġi ffiltrat, il-kapaċità tal-kapaċitatur tista' tiġi aġġustata sabiex il-punt reżonanti jaqa' eżatt fuq il-frekwenza tad-disturb.
Fl-inġinerija prattika, il-frekwenza tal-istorbju elettromanjetiku li għandu jiġi ffiltrat ħafna drabi tkun għolja daqs mijiet ta' MHz, jew saħansitra aktar minn 1 GHz. Għal dan l-istorbju elettromanjetiku ta' frekwenza għolja, huwa meħtieġ li jintuża kapaċitatur li jgħaddi mill-qalba biex jiġi ffiltrat b'mod effettiv.
Ir-raġuni għaliex il-kapaċitaturi ordinarji ma jistgħux jiffiltraw b'mod effettiv l-istorbju ta' frekwenza għolja hija minħabba żewġ raġunijiet:
(1) Raġuni waħda hija li l-induttanza taċ-ċomb tal-kapaċitatur tikkawża reżonanza tal-kapaċitatur, li tippreżenta impedenza kbira għas-sinjal ta' frekwenza għolja, u ddgħajjef l-effett ta' bypass tas-sinjal ta' frekwenza għolja;
(2) Raġuni oħra hija li l-kapaċitanza parassitika bejn il-wajers tgħaqqad is-sinjal ta' frekwenza għolja, u b'hekk tnaqqas l-effett tal-filtrazzjoni.
Ir-raġuni għaliex il-kapaċitatur li jgħaddi mill-qalba jista' jiffiltra b'mod effettiv l-istorbju ta' frekwenza għolja hija li l-kapaċitatur li jgħaddi mill-qalba mhux biss m'għandux il-problema li l-induttanza taċ-ċomb tikkawża li l-frekwenza tar-reżonanza tal-kapaċitatur tkun baxxa wisq.
U l-kapaċitatur li jgħaddi mill-qalba jista' jiġi installat direttament fuq il-pannell tal-metall, bl-użu tal-pannell tal-metall biex jilgħab ir-rwol ta' iżolament ta' frekwenza għolja. Madankollu, meta jintuża l-kapaċitatur li jgħaddi mill-qalba, il-problema li trid tingħata attenzjoni hija l-problema tal-installazzjoni.
L-akbar dgħufija tal-kapaċitatur through-core hija l-biża' ta' temperatura għolja u impatt tat-temperatura, li tikkawża diffikultajiet kbar meta l-kapaċitatur through-core jiġi wweldjat mal-pannell tal-metall.
Ħafna capacitors jiġrilhom ħsara waqt l-iwweldjar. Speċjalment meta jkun hemm bżonn li jiġu installati numru kbir ta' capacitors ewlenin fuq il-pannell, sakemm ikun hemm ħsara, ikun diffiċli li tissewwa, għaliex meta l-capacitor bil-ħsara jitneħħa, dan jikkawża ħsara lil capacitors oħra fil-qrib.
2. Induttanza tal-modalità komuni
Peress li l-problemi li jiffaċċja l-EMC huma l-aktar interferenza fil-modalità komuni, l-indutturi tal-modalità komuni huma wkoll wieħed mill-komponenti qawwija li nużaw b'mod komuni.
L-induttur tal-modalità komuni huwa apparat ta' soppressjoni tal-interferenza tal-modalità komuni bil-ferrite bħala l-qalba, li jikkonsisti f'żewġ kolji tal-istess daqs u l-istess numru ta' dawriet imdawra b'mod simmetriku fuq l-istess qalba manjetika taċ-ċirku tal-ferrite biex jiffurmaw apparat b'erba' terminali, li għandu effett kbir ta' soppressjoni tal-induttanza għas-sinjal tal-modalità komuni, u induttanza żgħira ta' tnixxija għas-sinjal tal-modalità differenzjali.
Il-prinċipju huwa li meta l-kurrent tal-modalità komuni jiċċirkola, il-fluss manjetiku fiċ-ċirku manjetiku jissuperponi lil xulxin, u b'hekk ikollu induttanza konsiderevoli, li tinibixxi l-kurrent tal-modalità komuni, u meta ż-żewġ kolji jgħaddu mill-kurrent tal-modalità differenzjali, il-fluss manjetiku fiċ-ċirku manjetiku jikkanċella lil xulxin, u kważi ma jkun hemm l-ebda induttanza, għalhekk il-kurrent tal-modalità differenzjali jista' jgħaddi mingħajr attenwazzjoni.
Għalhekk, l-induttur tal-modalità komuni jista' jrażżan b'mod effettiv is-sinjal ta' interferenza tal-modalità komuni fil-linja bbilanċjata, iżda m'għandu l-ebda effett fuq it-trażmissjoni normali tas-sinjal tal-modalità differenzjali.
L-indutturi tal-modalità komuni għandhom jissodisfaw ir-rekwiżiti li ġejjin meta jiġu manifatturati:
(1) Il-wajers imdawra fuq il-qalba tal-kolja għandhom ikunu iżolati biex jiżguraw li ma jkunx hemm short circuit ta' ħsara bejn id-dawriet tal-kolja taħt l-azzjoni ta' vultaġġ żejjed istantanju;
(2) Meta l-kolja tgħaddi minn kurrent kbir istantanju, il-qalba manjetika m'għandhiex tkun saturata;
(3) Il-qalba manjetika fil-kolja għandha tkun iżolata mill-kolja biex tevita t-tkissir bejn it-tnejn taħt l-azzjoni ta' vultaġġ żejjed istantanju;
(4) Il-kolja għandha tkun imdawra f'saff wieħed kemm jista' jkun, sabiex titnaqqas il-kapaċitanza parassitika tal-kolja u tittejjeb il-kapaċità tal-kolja li tittrażmetti vultaġġ żejjed temporanju.
Taħt ċirkostanzi normali, filwaqt li nagħtu attenzjoni lill-għażla tal-medda ta' frekwenza meħtieġa għall-iffiltrar, iktar ma tkun kbira l-impedenza tal-modalità komuni, aħjar ikun, għalhekk irridu nħarsu lejn id-dejta tal-apparat meta nagħżlu l-induttur tal-modalità komuni, prinċipalment skont il-kurva tal-frekwenza tal-impedenza.
Barra minn hekk, meta tagħżel, oqgħod attent għall-impatt tal-impedenza tal-modalità differenzjali fuq is-sinjal, billi tiffoka prinċipalment fuq l-impedenza tal-modalità differenzjali, speċjalment billi tagħti attenzjoni lill-portijiet b'veloċità għolja.
3. Żibġa manjetika
Fil-proċess tad-disinn tal-EMC taċ-ċirkwit diġitali tal-prodott, ħafna drabi nużaw żibeġ manjetiċi. Il-materjal tal-ferrite huwa liga tal-ħadid-manjeżju jew liga tal-ħadid-nikil. Dan il-materjal għandu permeabilità manjetika għolja, u jista' jintuża bħala induttur bejn l-istralċ tal-koljatura f'każ ta' frekwenza għolja u reżistenza għolja li tiġġenera kapaċitanza minima.
Materjali tal-ferrite ġeneralment jintużaw fi frekwenzi għoljin, għaliex fi frekwenzi baxxi l-karatteristiċi ewlenin tal-induttanza tagħhom jagħmlu t-telf fuq il-linja żgħir ħafna. Fi frekwenzi għoljin, huma prinċipalment proporzjonijiet karatteristiċi tar-reattanza u jinbidlu bil-frekwenza. F'applikazzjonijiet prattiċi, materjali tal-ferrite jintużaw bħala attenwaturi ta' frekwenza għolja għal ċirkwiti ta' frekwenza tar-radju.
Fil-fatt, il-ferrite hija ekwivalenti aħjar għall-parallela tar-reżistenza u l-induttanza, ir-reżistenza hija short-circuited mill-induttur fi frekwenza baxxa, u l-impedenza tal-induttur issir pjuttost għolja fi frekwenza għolja, sabiex il-kurrent kollu jgħaddi mir-reżistenza.
Il-ferrite hija apparat li jikkonsma li fuqu l-enerġija ta' frekwenza għolja tiġi kkonvertita f'enerġija tas-sħana, li hija determinata mill-karatteristiċi tar-reżistenza elettrika tiegħu. Iż-żibeġ manjetiċi tal-ferrite għandhom karatteristiċi ta' filtrazzjoni ta' frekwenza għolja aħjar mill-indutturi ordinarji.
Il-ferrite hija reżistiva fi frekwenzi għoljin, ekwivalenti għal induttur b'fattur ta' kwalità baxx ħafna, għalhekk tista' żżomm impedenza għolja fuq firxa wiesgħa ta' frekwenzi, u b'hekk ittejjeb l-effiċjenza tal-filtrazzjoni ta' frekwenza għolja.
Fil-medda ta' frekwenza baxxa, l-impedenza hija magħmula minn induttanza. Fi frekwenza baxxa, R hija żgħira ħafna, u l-permeabilità manjetika tal-qalba hija għolja, għalhekk l-induttanza hija kbira. L għandha rwol ewlieni, u l-interferenza elettromanjetika hija mrażżna bir-riflessjoni. U f'dan il-ħin, it-telf tal-qalba manjetika huwa żgħir, l-apparat kollu għandu karatteristiċi ta' telf baxx u Q għolja tal-induttur, li faċli jikkawża reżonanza f'dan l-induttur, għalhekk fil-medda ta' frekwenza baxxa, xi kultant jista' jkun hemm interferenza msaħħa wara l-użu ta' żibeġ manjetiċi tal-ferrite.
Fil-medda ta' frekwenza għolja, l-impedenza hija magħmula minn komponenti ta' reżistenza. Hekk kif tiżdied il-frekwenza, il-permeabilità tal-qalba manjetika tonqos, u dan jirriżulta fi tnaqqis fl-induttanza tal-induttur u tnaqqis fil-komponent tar-reattanza induttiva.
Madankollu, f'dan il-ħin, it-telf tal-qalba manjetika jiżdied, il-komponent tar-reżistenza jiżdied, u dan jirriżulta f'żieda fl-impedenza totali, u meta s-sinjal ta' frekwenza għolja jgħaddi mill-ferrite, l-interferenza elettromanjetika tiġi assorbita u kkonvertita fil-forma ta' dissipazzjoni tas-sħana.
Il-komponenti tas-soppressjoni tal-ferrite jintużaw ħafna f'bordijiet taċ-ċirkwiti stampati, linji tal-enerġija u linji tad-dejta. Pereżempju, element ta' soppressjoni tal-ferrite jiżdied mat-tarf tad-dħul tal-korda tal-enerġija tal-bord stampat biex jiffiltra l-interferenza ta' frekwenza għolja.
Ċirku manjetiku tal-ferrite jew żibġa manjetika tintuża speċjalment biex trażżan l-interferenza ta' frekwenza għolja u l-interferenza tal-quċċata fuq linji tas-sinjali u linji tal-enerġija, u għandha wkoll il-kapaċità li tassorbi l-interferenza tal-impulsi ta' skariku elettrostatiku. L-użu ta' żibġiet manjetiċi taċ-ċippa jew indutturi taċ-ċippa jiddependi prinċipalment fuq l-applikazzjoni prattika.
L-indutturi taċ-ċippa jintużaw f'ċirkwiti reżonanti. Meta jkun hemm bżonn li jiġi eliminat l-istorbju EMI bla bżonn, l-użu ta' żibeġ manjetiċi taċ-ċippa huwa l-aħjar għażla.
Applikazzjoni ta' żibeġ manjetiċi taċ-ċippa u indutturi taċ-ċippa
Indutturi taċ-ċippa:Komunikazzjonijiet ta' frekwenza tar-radju (RF) u mingħajr fili, tagħmir tat-teknoloġija tal-informazzjoni, ditekters tar-radar, elettronika tal-karozzi, telefowns ċellulari, pagers, tagħmir awdjo, assistenti diġitali personali (PDAs), sistemi ta' kontroll remot mingħajr fili, u moduli tal-provvista tal-enerġija ta' vultaġġ baxx.
Żibeġ manjetiċi taċ-ċippa:Ċirkwiti li jiġġeneraw l-arloġġ, filtrazzjoni bejn ċirkwiti analogi u diġitali, konnetturi interni ta' input/output I/O (bħal portijiet serjali, portijiet paralleli, tastieri, ġrieden, telekomunikazzjonijiet fuq distanzi twal, netwerks lokali), ċirkwiti RF u apparati loġiċi suxxettibbli għal interferenza, filtrazzjoni ta' interferenza kondotta ta' frekwenza għolja f'ċirkwiti tal-provvista tal-enerġija, kompjuters, printers, reġistraturi tal-vidjo (VCRS), soppressjoni tal-istorbju EMI f'sistemi tat-televiżjoni u telefowns ċellulari.
L-unità taż-żibġa manjetika hija ohms, għaliex l-unità taż-żibġa manjetika hija nominali skont l-impedenza li tipproduċi f'ċerta frekwenza, u l-unità tal-impedenza hija wkoll ohms.
L-ISKEDA TAD-DATASHEET tal-perla manjetika ġeneralment tipprovdi l-karatteristiċi tal-frekwenza u l-impedenza tal-kurva, ġeneralment 100MHz bħala l-istandard, pereżempju, meta l-frekwenza ta' 100MHz meta l-impedenza tal-perla manjetika tkun ekwivalenti għal 1000 ohm.
Għall-medda ta' frekwenza li rridu niffiltraw, irridu nagħżlu iktar ma tkun kbira l-impedenza taż-żibġa manjetika, aħjar, ġeneralment nagħżlu impedenza ta' 600 ohm jew aktar.
Barra minn hekk, meta tagħżel żibeġ manjetiċi, huwa meħtieġ li tingħata attenzjoni lill-fluss taż-żibeġ manjetiċi, li ġeneralment jeħtieġ li jitnaqqas bi 80%, u l-influwenza tal-impedenza tad-DC fuq it-tnaqqis tal-vultaġġ għandha tiġi kkunsidrata meta jintużaw fiċ-ċirkwiti tal-enerġija.
Ħin tal-posta: 24 ta' Lulju 2023
