Εφαρμογή μαγνητικών σφαιριδίων σε σχεδιασμό ηλεκτρομαγνητικής τροφοδοσίας μεταγωγής
1 Στοιχείο καταστολής EMI φερρίτη
Ο φερρίτης είναι ένα σιδηρούχο μαγνητικό υλικό με δομή κυβικού πλέγματος. Η διαδικασία κατασκευής και οι μηχανικές του ιδιότητες είναι παρόμοιες με τα κεραμικά, το χρώμα είναι γκρι-μαύρο. Τα φίλτρα EMI χρησιμοποιούνται συχνά σε μια κατηγορία μαγνητικού πυρήνα είναι υλικό φερρίτη, πολλοί κατασκευαστές παρέχουν υλικό φερρίτη ειδικά για καταστολή EMI. Αυτό το υλικό χαρακτηρίζεται από πολύ μεγάλη απώλεια υψηλής συχνότητας. Για τον φερρίτη για καταστολή EMI, οι πιο σημαντικές παράμετροι απόδοσης είναι η διαπερατότητα μ και η πυκνότητα ροής κορεσμού Bs. Η διαπερατότητα μ μπορεί να εκφραστεί ως μιγαδικός αριθμός, με το πραγματικό μέρος να αποτελεί την αυτεπαγωγή και το φανταστικό μέρος να αντιπροσωπεύει την απώλεια, η οποία αυξάνεται με τη συχνότητα. Έτσι, το ισοδύναμο κύκλωμα του είναι ένα κύκλωμα σειράς που αποτελείται από έναν επαγωγέα L και έναν αντιστάτη R. Και το L και το R είναι συναρτήσεις συχνότητας. Όταν ένα σύρμα διέρχεται από αυτόν τον πυρήνα φερρίτη, η επαγωγική αντίσταση που προκύπτει αυξάνεται τυπικά ως συχνότητα
Η επαγωγική αντίσταση αυξάνεται τυπικά με την αύξηση της συχνότητας, αλλά ο μηχανισμός είναι αρκετά διαφορετικός σε διαφορετικές συχνότητες.
Στη ζώνη χαμηλής συχνότητας, η σύνθετη αντίσταση από την επαγωγή της επαγωγής, η χαμηλή συχνότητα R είναι πολύ μικρή, η μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα είναι υψηλή, επομένως η επαγωγή είναι μεγάλη, το L παίζει σημαντικό ρόλο στην ανακλώμενη ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή και καταστέλλεται? και αυτή τη φορά, η απώλεια του πυρήνα είναι μικρή, ολόκληρη η συσκευή είναι χαμηλών απωλειών, υψηλού Q χαρακτηριστικά της αυτεπαγωγής, η οποία είναι επιρρεπής σε συντονισμό, επομένως στη ζώνη χαμηλής συχνότητας, μπορεί να υπάρξουν στιγμές που η χρήση των σφαιριδίων φερρίτη μετά την παρεμβολή ενίσχυση του φαινομένου.
Στη ζώνη υψηλής συχνότητας, η σύνθετη αντίσταση αποτελείται από εξαρτήματα αντίστασης, καθώς αυξάνεται η συχνότητα, μειώνεται η μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα, με αποτέλεσμα τη μείωση της επαγωγής του επαγωγέα, η επαγωγική συνιστώσα μειώνεται Ωστόσο, αυτή τη φορά, η απώλεια του πυρήνα αυξάνεται, το ωμικό στοιχείο αυξάνεται, με αποτέλεσμα την αύξηση της συνολικής σύνθετης αντίστασης όταν τα σήματα υψηλής συχνότητας μέσω του φερρίτη, η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή απορροφάται και μετατρέπεται σε μορφή απαγωγής θερμικής ενέργειας.
Τα εξαρτήματα καταστολής φερρίτη χρησιμοποιούνται ευρέως σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, ηλεκτρικές γραμμές και γραμμές δεδομένων. Εάν προστεθεί ένα στοιχείο καταστολής φερρίτη στο άκρο εισόδου της γραμμής ισχύος μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, οι παρεμβολές υψηλής συχνότητας μπορούν να φιλτραριστούν. Μαγνητικός δακτύλιος ή σφαιρίδιο φερρίτη που είναι αφιερωμένος στην αναστολή των γραμμών σήματος, των γραμμών ισχύος στις παρεμβολές υψηλής συχνότητας και της παρεμβολής ακίδας, έχει επίσης την ικανότητα να απορροφά παρεμβολές παλμών ηλεκτροστατικής εκφόρτισης.
2 Η αρχή και τα χαρακτηριστικά του μαγνητικού σφαιριδίου όταν το ρεύμα ρέει μέσα από την κεντρική του οπή στο καλώδιο, θα είναι η ροή εσωτερικής κυκλοφορίας των μαγνητικών καναλιών με μαγνητικό σφαιρίδιο. Όταν διαμορφώνεται ένας φερρίτης για έλεγχο EMI, θα πρέπει να είναι δυνατό να διαχέεται το μεγαλύτερο μέρος της μαγνητικής ροής ως θερμότητα στο υλικό. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να μοντελοποιηθεί με έναν σειριακό συνδυασμό ενός επαγωγέα και μιας αντίστασης. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2
Το αριθμητικό μέγεθος των δύο συστατικών είναι ευθέως ανάλογο με το μήκος του σφαιριδίου και το μήκος του σφαιριδίου έχει σημαντική επίδραση στην καταστολή, με το μεγαλύτερο μήκος σφαιριδίου να παρέχει καλύτερη καταστολή. Καθώς η ενέργεια του σήματος συνδέεται μαγνητικά με τα σφαιρίδια, η αντίδραση και η αντίσταση του επαγωγέα αυξάνονται με τη συχνότητα. Η αποτελεσματικότητα της μαγνητικής σύζευξης εξαρτάται από τη μαγνητική διαπερατότητα του υλικού του σφαιριδίου σε σχέση με τον αέρα. Η απώλεια του υλικού φερρίτη που κανονικά αποτελεί το σφαιρίδιο μπορεί να εκφραστεί ως σύνθετη ποσότητα από τη διαπερατότητά του σε σχέση με τον αέρα.
Τα μαγνητικά υλικά συχνά χαρακτηρίζονται από αυτή την αναλογία προς τη γωνία απώλειας. Απαιτείται μεγάλη γωνία απώλειας για τα εξαρτήματα καταστολής EMI, πράγμα που σημαίνει ότι το μεγαλύτερο μέρος της παρεμβολής θα εξαλειφθεί.
Αυτό σημαίνει ότι το μεγαλύτερο μέρος της παρεμβολής θα εξαλειφθεί και δεν θα αντανακλάται. Η μεγάλη ποικιλία υλικών φερρίτη που διατίθενται σήμερα δίνει στον σχεδιαστή μια ευρεία επιλογή σφαιριδίων για χρήση σε διαφορετικές εφαρμογές.
