Kako djeluju feritne perlice i kako odabrati pravi?

Što je feritno perlo i kako djeluju feritne perlice?

Feritne kuglice su pasivne elektroničke komponente koje mogu potiskivati visokofrekventne signale na mreži napajanja. Obično se postavljaju oko para napajanja / mase, koji dolaze na određeni uređaj, kao što je kabel napajanja za vaše prijenosno računalo. Ove kuglice djeluju prema Faradayevom zakonu; magnetska jezgra oko vodiča inducira povratnu EMF u prisutnosti visokofrekventnog signala, u osnovi prigušavajući feritni odziv.

Feriti su magnetski materijali, a postavljanje ovog materijala u feritnu stezaljku oko napajanja / zemljospoja omogućuje izvor induktivne impedance za signale koji prolaze kroz liniju. To bi vas moglo iskušati da mislite na njih kao na standardni induktor, ali oni su složeniji od toga. U stvarnosti, feritno zrno je nelinearna komponenta; impedancija koju pruža promjene bila je struja opterećenja i pad napona preko feritne promjene. Model pojednostavljenog kruga feritnog zrna pomoći će vam da shvatite njegove frekvencijske karakteristike. Međutim, ti se atributi mogu mijenjati kao funkcija struje i temperature.

Za što se koriste feritne kuglice?

Budući da je impresija feritnog zrna induktivna, feritne kuglice se koriste za prigušivanje visokofrekventnih signala u elektroničkim komponentama. Budući da se feritna prigušnica može postaviti na dalekovod koji se spaja na elektronički uređaj, on može ukloniti sve lažne visokofrekventne buke prisutne na mrežnom priključku ili se to izvodi iz istosmjernog napajanja. Ova upotreba feritnih stezaljki jedan je od mnogih načina suzbijanja buke iz napajanja, poput one iz prekidačkog napajanja. Ova primjena feritnih zrnaca kao feritni filter omogućuje suzbijanje i uklanjanje provedenog EMI.

Među raznim feritnim zrncima koje se koriste kao filtar, obično se postavlja EMI filtrirajuća zrnca / filter napajanja filtra za određenu istosmjernu struju. Struje veće od navedene vrijednosti mogu oštetiti komponentu. Problematična stvar je što na tu granicu drastično utječu vrućine. Kako temperatura raste, nazivna struja se brzo smanjuje. Nazivna struja također utječe na impresiju ferita. Kako se istosmjerna struja povećava, feritna zrnca će se "zasititi" i izgubiti induktivnost. Pri relativno visokim strujama, zasićenost može smanjiti impedansu feritnih zrna do 90%.

Feritna kuglica nasuprot induktoru

Iako se feritno zrno može modelirati kao induktor, on se ne ponaša kao tipični induktor. Ako se pitate kako izmjeriti ponašanje feritnog zrna u odnosu na ponašanje induktora, poslali biste analogni signal kroz perlu i pomestili frekvenciju u nekoliko redova veličine. Ako stvorite Bode grafikon za mjerenje frekvencije na brzini feritnog zrnca, ustanovit ćete da feritna zrnca pružaju strmija prevrtanja na višim frekvencijama u odnosu na induktor sa sličnim ponašanjem niske frekvencije.

Feritna zrnca mogu se modelirati kao kondenzatori i induktori, a otpornik paralelno, s ovom RLC mrežom ožičenom serijskim otpornikom. Serijski otpornik kvantificira uređaje

otpor istosmjerne struje. Induktor u ovom modelu predstavlja feritnu zrnca primarnu funkciju prigušivanja visokofrekventnih signala, tj. Pružanje induktivne impedance kroz Faradayev zakon. Paralelni otpornik u ovom modelu prikazuje gubitke u vrtložnim strujama koje se pri visokim frekvencijama induciraju unutar feritne kuglice. Konačno, kondenzator u ovom modelu čini prirodni parazitski kapacitet komponente.

Kada gledate krivulju impedancije feritne kuglice, možete vidjeti da je impedancija, koja je prvenstveno otporna, izuzetno visoka samo u tankom pojasu. U ovom tankom pojasu dominira induktivnost zrnca. Na višim frekvencijama impedancija feritnog zrna počinje se pojavljivati kapacitivno i impedancija se brzo smanjuje. Na kraju, kako se frekvencija nastavlja povećavati, kapacitivna impedancija će pasti na vrlo malu vrijednost, a impedancija feritnog zrna izgleda čisto otporna.

Vodič za odabir feritnih perlica

Sad kad ste dobili feritnu teoriju ispod pojasa, vrijeme je da odaberete jedan za svoj uređaj. Ovo nije jako teško, a ako želite znati kako odabrati feritnu perlu za dizajn, jednostavno morate obratiti pažnju na specifikacije perlica. Možda se pitate, jesu li feritne kuglice potrebne za moj dizajn? Kao i mnoge inženjerske odluke, odgovor nije tako jednostavan. Ako

znate da će vaša ploča doživjeti EMI unutar određenog frekvencijskog područja i trebate prigušiti te frekvencije, onda bi feritno zrno moglo biti pravi izbor za vaš dizajn.

Na temelju induktivnog ponašanja feritnih kuglica, prirodno je zaključiti da feritne kuglice "prigušuju visoke frekvencije" bez puno daljnjeg razmatranja. Međutim, feritne kuglice ne djeluju poput širokopojasnog filtra niskih propusnosti jer mogu samo pomoći pri određivanju određenog raspona frekvencija. Morate odabrati feritne kuglice i prigušiti se tamo gdje su vaše neželjene frekvencije u otpornom pojasu. Ako idete malo prenisko ili malo previsoko, kuglica neće imati željeni učinak.

Prije odabira određenog feritnog zrna za svoj dizajn, trebali biste vidjeti može li vam proizvođač pružiti impedansu u odnosu na trenutne krivulje opterećenja za feritno zrno. Daleko je ovo najbolji alat koji možete koristiti ako niste sigurni u odabir feritnog zrna. Ako su vaše struje jako velike, morat ćete odabrati feritnu kuglu koja ih može izdržati bez zasićenja i gubitka impedancije unutar željenog frekvencijskog područja.

Mjere opreza

Feritne kuglice i feritne prigušnice u osnovi su otporna opterećenja na visokim frekvencijama, što znači da mogu uzrokovati nekoliko problema u vašem krugu. Prilikom postavljanja perle trebat ćete razmišljati o padu napona i rasipanju topline.

U danima krugova većeg napona pad napona nije bio velika stvar. Sada imamo puno krugova male snage koji mogu koristiti napone niže oko 2 V. Na tim razinama ne možete priuštiti da izgubite puno. Feritne kuglice nužno uzrokuju pad jednosmernog napona u vašem krugu. Možda se ne čini puno, ali ako vaši integrirani krugovi (IC-ovi) imaju kratko stanje jakosti struje, gubitak može postati značajan. Postavite feritne kuglice tamo gdje neće uzrokovati pad napona.

Budući da su feritni materijali otporni na visokim frekvencijama, oni prvenstveno raspršuju apsorbiranu energiju kao toplinu. Ta toplina nije nužno problem za vaše PCB kada se feritni prigušnica koristi na mreži za napajanje, ali može postati kada se koristi za raspršivanje visokih frekvencija pri visokoj struji. Ako je vaš sustav posebno bučan, a kuglica će apsorbirati puno visokih frekvencija, ova bi toplina mogla postati veći problem. Obavezno uzmite u obzir raspodjelu topline kuglice.

Feritne kuglice mogu biti vrlo korisne, ali samo ako točno razumijete kako djeluju. Sjetite se da prigušuju signale u prilično malom opsegu, a njihova učinkovitost ovisi o temperaturi i struji opterećenja. Da biste najbolje iskoristili feritne kuglice, morate biti sigurni da zadovoljavaju vaše točne specifikacije. Zatim, prilikom postavljanja kuglice, vodite računa o padu napona i toplini.

Za više informacija kontaktirajte nas na sales@xfullstar.com