Aplicarea granulelor magnetice în proiectarea EMC a sursei de alimentare cu comutare
1 element de suprimare EMI din ferită
Ferita este un material magnetic feros cu o structură cu rețea cubică. Procesul său de fabricație și proprietățile mecanice sunt similare cu ceramica, culoarea este gri-negru. Filtrele EMI sunt adesea folosite într-o clasă de miez magnetic este materialul de ferită, mulți producători furnizează material de ferită special pentru suprimarea EMI. Acest material se caracterizează printr-o pierdere foarte mare de înaltă frecvență. Pentru ferită pentru suprimarea EMI, cei mai importanți parametri de performanță sunt permeabilitatea μ și densitatea fluxului de saturație Bs. Permeabilitatea μ poate fi exprimată ca număr complex, partea reală constituind inductanța și partea imaginară reprezentând pierderea, care crește cu frecvența. Astfel, circuitul său echivalent este un circuit în serie format dintr-un inductor L și un rezistor R. Atât L, cât și R sunt funcții de frecvență. Când un fir este trecut prin acest miez de ferită, impedanța inductivă rezultată crește în mod oficial ca frecvență
Impedanța inductivă crește în mod oficial odată cu creșterea frecvenței, dar mecanismul este destul de diferit la frecvențe diferite.
În banda de joasă frecvență, impedanța prin inductanța inductanței, frecvența joasă R este foarte mică, permeabilitatea magnetică a miezului este mare, astfel încât inductanța este mare, L joacă un rol major în interferența electromagnetică este reflectată și suprimat; și de data aceasta, pierderea miezului este mică, întregul dispozitiv are o pierdere scăzută, caracteristicile Q ridicate ale inductanței, care este predispusă la rezonanță, astfel încât în banda de frecvență joasă, pot exista momente în care utilizarea de perle de ferită după intensificarea interferenţei fenomenului.
În banda de înaltă frecvență, impedanța este compusă din componente rezistive, pe măsură ce frecvența crește, permeabilitatea magnetică a miezului scade, rezultând o scădere a inductanței inductorului, componenta inductivă scade Cu toate acestea, de această dată, pierderea a miezului crește, componenta rezistivă crește, rezultând o creștere a impedanței totale atunci când semnalele de înaltă frecvență prin ferită, interferența electromagnetică este absorbită și transformată în formă de disipare a energiei termice.
Componentele de suprimare a feritei sunt utilizate pe scară largă în plăcile de circuite imprimate, liniile de alimentare și liniile de date. Dacă un element de suprimare a ferită este adăugat la capătul de intrare al liniei de alimentare a unei plăci de circuit imprimat, interferențele de înaltă frecvență pot fi filtrate. Inel magnetic de ferită sau sferă dedicată pentru a inhiba liniile de semnal, liniile de alimentare pe interferența de înaltă frecvență și interferența cu vârfuri, are, de asemenea, capacitatea de a absorbi interferența impulsului de descărcare electrostatică.
2 Principiul și caracteristicile margelei magnetice atunci când curentul curge prin orificiul central al firului, acesta va fi fluxul de circulație internă a mărgelei magnetice a canalelor magnetice. Când o ferită este formulată pentru controlul EMI, ar trebui să fie posibilă disiparea cea mai mare parte a fluxului magnetic sub formă de căldură în material. Acest fenomen poate fi modelat printr-o combinație în serie de un inductor și un rezistor. După cum se arată în figura 2
Mărimea numerică a celor două componente este direct proporțională cu lungimea margelei, iar lungimea margelei are un efect semnificativ asupra suprimării, lungimea mai mare a margelei oferind o suprimare mai bună. Pe măsură ce energia semnalului este cuplată magnetic la perle, reactanța și rezistența inductorului cresc cu frecvența. Eficiența cuplarii magnetice depinde de permeabilitatea magnetică a materialului de mărgele față de aer. Pierderea materialului ferit care alcătuiește în mod normal perla poate fi exprimată ca o cantitate complexă prin permeabilitatea sa față de aer.
Materialele magnetice sunt adesea caracterizate de acest raport față de unghiul de pierdere. Este necesar un unghi mare de pierdere pentru componentele de suprimare a EMI, ceea ce înseamnă că cea mai mare parte a interferenței va fi disipată.
Aceasta înseamnă că cea mai mare parte a interferențelor va fi disipată și nu reflectată. Varietatea mare de materiale de ferită disponibile astăzi oferă designerului o gamă largă de margele pentru a le utiliza în diferite aplicații.
