Introduzione all'applicazione di perle magnetiche nel design EMC di alimentazione di alimentazione
L'EMC è diventato un problema caldo e difficile nella progettazione e produzione elettronica di oggi. Il problema EMC nelle applicazioni pratiche è molto complesso e non può essere risolto solo dalla conoscenza teorica. Si basa maggiormente sull'esperienza pratica degli ingegneri elettronici. Al fine di affrontare meglio il problema EMC dei prodotti elettronici, le principali considerazioni includono la messa a terra, la progettazione di una scheda di circuito e PCB, la progettazione di cavi, la progettazione della protezione e altri problemi correlati.
Questo articolo spiega l'importanza delle perle magnetiche nell'aspetto EMC degli alimentatori in modalità switch introducendo i loro principi e caratteristiche di base, al fine di fornire scelte sempre più migliori per i progettisti di prodotti per alimentazione in modalità switch durante la progettazione di nuovi prodotti.
1. Componente di soppressione dell'interferenza elettromagnetica della ferrite
La ferrite è un materiale ferromagnetico con una struttura reticolare cubica. Il suo processo di produzione e le proprietà meccaniche sono simili alla ceramica e il suo colore è nero grigio. Un tipo di nucleo magnetico comunemente usato nei filtri di interferenza elettromagnetica è il materiale di ferrite e molti produttori forniscono materiali di ferrite appositamente progettati per la soppressione delle interferenze elettromagnetiche. La caratteristica di questo materiale è una perdita di frequenza molto alta. I parametri di prestazione più importanti per la ferrite utilizzati per sopprimere l'interferenza elettromagnetica sono la permeabilità magnetica μ e la densità di flusso magnetico di saturazione BS. La permeabilità magnetica μ può essere espressa come un numero complesso, con la parte reale che forma l'induttanza e la parte immaginaria che rappresenta la perdita, che aumenta con la frequenza. Pertanto, il suo circuito equivalente è un circuito in serie costituito da un induttore L e una resistenza R, entrambe le quali sono funzioni di frequenza. Quando il filo passa attraverso questo nucleo di ferrite, l'impedenza dell'induttanza formata aumenta con l'aumento della frequenza nella forma, ma il meccanismo è completamente diverso a frequenze diverse.
Nell'intervallo a bassa frequenza, l'impedenza è composta dalla reattanza induttiva dell'induttanza. A basse frequenze, R è molto piccola e la permeabilità magnetica del nucleo magnetico è elevata, con conseguente induttanza di grandi dimensioni. L svolge un ruolo importante e l'interferenza elettromagnetica viene riflessa e soppressa; E in questo momento, la perdita del nucleo magnetico è relativamente piccola e l'intero dispositivo è una bassa perdita, induttore caratteristico ad alto Q, che è soggetto a risonanza. Pertanto, nell'intervallo a bassa frequenza, a volte può verificarsi un miglioramento delle interferenze dopo l'uso di perle di ferrite.
Nell'intervallo ad alta frequenza, l'impedenza è composta da componenti di resistenza. All'aumentare della frequenza, la permeabilità magnetica del nucleo magnetico diminuisce, con conseguente riduzione dell'induttanza dell'induttore e una diminuzione della componente di impedenza induttiva. Tuttavia, in questo momento, la perdita del nucleo magnetico aumenta e la componente di resistenza aumenta, portando ad un aumento dell'impedenza totale. Quando i segnali ad alta frequenza passano attraverso la ferrite, l'interferenza elettromagnetica viene assorbita e convertita in energia termica per la dissipazione.
I componenti di soppressione della ferrite sono ampiamente utilizzati nei circuiti stampati, nelle linee elettriche e nelle linee di dati. Se i componenti di soppressione della ferrite vengono aggiunti all'estremità dell'ingresso della linea di alimentazione del circuito stampato, è possibile filtrare l'interferenza ad alta frequenza. Gli anelli o le perle magnetiche della ferrite sono specificamente progettati per sopprimere l'interferenza ad alta frequenza e l'interferenza di picco su linee di segnale e linee di alimentazione e hanno anche la capacità di assorbire l'interferenza dell'impulso di scarico elettrostatico.
