Primjena magnetnih perli u projektiranju EMC sklopnog napajanja
1 Feritni element za suzbijanje EMI
Ferit je gvozdeni magnetni materijal sa kubičnom rešetkastom strukturom. Proizvodni proces i mehanička svojstva su slični keramici, boja je sivo-crna. EMI filteri se često koriste u klasi magnetnih jezgara je feritni materijal, mnogi proizvođači pružaju feritni materijal posebno za suzbijanje EMI. Ovaj materijal karakteriše veoma veliki gubitak visoke frekvencije. Za ferit za suzbijanje EMI, najvažniji parametri performansi su permeabilnost μ i gustina fluksa zasićenja Bs. Permeabilnost μ se može izraziti kao kompleksan broj, pri čemu realni dio čini induktivnost, a imaginarni dio predstavlja gubitak, koji raste sa frekvencijom. Dakle, njegov ekvivalentni krug je serijski krug koji se sastoji od induktora L i otpornika R. I L i R su funkcije frekvencije. Kada se žica provuče kroz ovo feritno jezgro, rezultirajuća induktivna impedancija se formalno povećava kao frekvencija
Induktivna impedansa se formalno povećava sa povećanjem frekvencije, ali mehanizam je prilično različit na različitim frekvencijama.
U niskofrekventnom opsegu, impedancija prema induktivnosti induktivnosti, niskofrekventni R je vrlo mali, magnetska permeabilnost jezgre je visoka, tako da je induktivnost velika, L igra glavnu ulogu u elektromagnetskim smetnjama koje se odražavaju i potisnuti; i ovaj put, gubitak jezgre je mali, cijeli uređaj ima niske gubitke, visoke Q karakteristike induktivnosti, koja je sklona rezonanciji, tako da u niskofrekventnom opsegu može biti trenutaka kada se koristi feritnih perli nakon pojačanja interferencije fenomena.
U visokofrekventnom opsegu, impedancija je sastavljena od otpornih komponenti, kako frekvencija raste, magnetna permeabilnost jezgre se smanjuje, što rezultira smanjenjem induktivnosti induktivnosti, induktivna komponenta se smanjuje. Međutim, ovog puta gubitak jezgra se povećava, otporna komponenta se povećava, što rezultira povećanjem ukupne impedanse kada se visokofrekventni signali kroz ferit, elektromagnetne smetnje apsorbuju i pretvaraju u oblik disipacije toplotne energije.
Komponente za suzbijanje ferita se široko koriste u štampanim pločama, električnim vodovima i linijama podataka. Ako se element za suzbijanje ferita doda na ulazni kraj strujnog voda štampane ploče, smetnje visoke frekvencije se mogu filtrirati. Feritni magnetni prsten ili perla namijenjena za inhibiranje signalnih vodova, vodova na visokofrekventnim smetnjama i šiljcima, također ima sposobnost da apsorbira smetnje impulsa elektrostatičkog pražnjenja.
2 Princip i karakteristike magnetne perle kada struja teče kroz njenu središnju rupu u žici, to će biti unutrašnji cirkulacijski tok magnetne perle magnetnih kanala. Kada je ferit formuliran za kontrolu EMI, trebalo bi biti moguće da se veći dio magnetskog fluksa rasprši kao toplina u materijalu. Ovaj fenomen se može modelirati serijskom kombinacijom induktora i otpornika. Kao što je prikazano na slici 2
Brojčana veličina dviju komponenti je direktno proporcionalna dužini zrna, a dužina perle ima značajan uticaj na potiskivanje, pri čemu duža dužina perla omogućava bolje potiskivanje. Kako je energija signala magnetski spojena na perle, reaktanca induktora i otpor rastu sa frekvencijom. Efikasnost magnetnog spajanja zavisi od magnetne permeabilnosti materijala perle u odnosu na vazduh. Gubitak feritnog materijala koji inače čini zrno može se izraziti kao kompleksna veličina njegovom propusnošću u odnosu na zrak.
Magnetne materijale često karakterizira ovaj odnos prema kutu gubitka. Za komponente za suzbijanje EMI-ja potreban je veliki ugao gubitka, što znači da će većina smetnji biti raspršena.
To znači da će se većina smetnji raspršiti i neće se reflektirati. Širok izbor feritnih materijala koji su danas dostupni dizajneru daje širok izbor perli za upotrebu u različitim aplikacijama.
