ตัวกรองเฟอร์ไรต์และตัวเหนี่ยวนำแบบโหมดร่วมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการลดสัญญาณรบกวน
ความเหมาะสมทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ได้กลายเป็นด้านที่จําเป็นในการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในยุคปัจจุบันการปราบปรามการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ได้ปรากฏขึ้นเป็นปัจจัยสําคัญในการรับรองผลงานของผลิตภัณฑ์, ความน่าเชื่อถือ และการปฏิบัติตามตลาด
อิทธิพลร่วมกันของสต็อคแบบทั่วไปและเฟอริตที่จับ
ก่อนที่จะวิเคราะห์ฟีริตที่ติดกับคลัมป์ในความลึก มันเป็นสิ่งจําเป็นที่จะทบทวนหลักการพื้นฐานของการกัดลมแบบทั่วไปองค์ประกอบเหล่านี้ใช้คุณสมบัติของแกนแม่เหล็กเพื่อนําเสนออุปสรรคต่ําต่อสัญญาณความแตกต่างปกติในขณะที่นําเสนออุปสรรคสูงต่อเสียงกระแสทั่วไป (การวางกันในระยะ)โดยปราบการรบกวนอย่างมีประสิทธิภาพ
เฟอริตที่จับไว้เป็นการนํามาใช้อย่างสะดวกสบายของการกัดลมแบบทั่วไป, โดยทั่วไปถูกออกแบบเป็นแหวนที่แยกออกหรือโครงสร้างครึ่งแหวนที่สามารถ "จับ" ได้ง่ายต่อสายไฟขณะที่หลักการทํางานของพวกเขาคล้ายกับการบาดเจ็บแบบธรรมดา, การติดตั้งของพวกมันจะง่ายขึ้นมาก โดยไม่จําเป็นต้องปรับปรุงสายไฟที่มีอยู่
การใช้งานหลักของเฟอริตที่ติดแน่น
- การกรองโหมดทั่วไป:การใช้งานที่แพร่หลายที่สุดมีส่วนเกี่ยวข้องกับการผ่านสายไฟที่มีสองตัวนํา (เช่นพลังงาน Vcc และดิน GND) ผ่านเฟอริทเพื่อสร้างกรองแบบร่วมกันเมื่อเสียงโหมดทั่วไปเดินทางตามสายไฟฟ้าเนื่องจากกระแสเสียงแบบทั่วไปไหลไปในทิศทางเดียวกัน พวกเขารวมกันในแกนเพื่อสร้างความต้านทานแม่เหล็กที่สําคัญการลดความดังได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
- การกรองโหมดความแตกต่าง:ขณะที่ค่อนข้างไม่ทั่วไป, เฟริตที่จับได้ยังสามารถยับยั้งเสียงโหมดความแตกต่างได้แอปพลิเคชั่นนี้ต้องการแยกตัวนําของเคเบิลและผ่านพวกเขาผ่าน ferrites ที่แตกต่างกัน (หรือแยก ferrite เดียวในสองเส้นทาง)การปรับแต่งนี้รักษาอิเมพันเดนซ์ต่ําสําหรับสัญญาณความแตกต่างปกติในขณะที่ให้ความกดดันของเสียงโหมดความแตกต่าง
วัสดุพื้นฐานและผลของการเพิ่มการหมุน
เฟอร์ริตที่จับของ Würth Elektronik ใช้วัสดุหลักสองอย่าง:มังแกนซิงค์ (MnZn)และนิเคิลซิงค์ (NiZn), แต่ละตัวมีลักษณะที่แตกต่างกันในเรื่องของความผ่าน, คุณสมบัติการสูญเสีย, และช่วงความถี่ในการทํางานที่ส่งผลกระทบต่อผลการกรองโดยตรง
- วัสดุ นิเคิลซิงค์ (NiZn):ปกติแสดงความสามารถในการผ่านสูงขึ้น โดยเฉพาะที่ความถี่สูง เมื่อสัญญาณผ่าน NiZn ferrites พวกมันสร้างการดึงดูดที่สําคัญการเพิ่มจํานวนของตัวนําหมุนผ่านเฟอริทเพิ่มขึ้นเพิ่มเติมการปรับปรุงประสิทธิภาพเท่าเทียม, โดยปรับปรุงการยับยั้งเสียง.การย้ายความถี่เสียงของเฟอริทต่ําลง และเปลี่ยนแปลงลักษณะการลดความถี่ความถี่สูง.
- วัสดุมังกะซีนก์ (MnZn):โดยทั่วไปมีความหนาแน่นของไหลของความอิ่มมากขึ้นและการสูญเสียที่ต่ํากว่า แม้ว่าความผ่านของมันจะลดลงอย่างรวดเร็วที่ความถี่สูงMnZn ferrites พิสูจน์ว่าเหมาะสมสําหรับการดับเสียงความถี่ต่ําขณะที่การเพิ่มการหมุนผ่าน MnZn ferrites ยังเพิ่มอุปทานการเปลี่ยนแปลงความถี่ยังคงไม่ค่อยชัดเจนเมื่อเทียบกับวัสดุ NiZn เนื่องจากความกว้างแดนที่ค่อนข้างแคบของ MnZn และลักษณะการชักชวน / ความจุที่เน้นมากกว่าในความถี่.
ประเภทและการเลือกของฟีริตที่ติดแน่น
Würth Elektronik นําเสนอรูปแบบเฟอริทที่ติดต่อกันได้หลากหลายรูปแบบที่เหมาะสมกับช่วงความถี่และการใช้งานที่แตกต่างกันและออกแบบเพื่อส่งมอบคําตอบ EMC ที่ดีที่สุด.
- STAR-FIX-LFS (ชนิดการดับความถี่ต่ํา)สร้างจากวัสดุ MnZn ซีรี่ย์นี้เชี่ยวชาญในการลดความรุนแรงของเสียงความถี่ต่ํามีประสิทธิภาพเฉพาะสําหรับสายไฟฟ้าและสายสัญญาณที่มีความถี่ต่ํา.
- สตาร์เทค สตาร์ริง สตาร์ฟิกซ์ซีรี่ย์ NiZn นี้โดดเด่นในการดับเสียงความถี่สูง ทําให้มันเหมาะสมสําหรับสายข้อมูล สาย RF และสายสัญญาณดิจิตอลความเร็วสูง ที่การสลับเร็วสร้าง EMI ที่สําคัญ
- STAR-GAP:ปรับปรุงให้เหมาะกับความถี่สูงสุด (100MHz ถึง 2.5GHz) ซีรี่ย์นี้พิสูจน์ว่ามีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการดับเสียงในอินเตอร์เฟซความเร็วสูง เช่น USB 3.0/3.1 และ Thunderbolt
ความจําเป็นของการออกแบบ EMC แบบโปรเอคทีฟ
การเข้าใจพื้นฐานของ EMC เผยว่าทําไมการนํามาพิจารณา EMC ในช่วงช่วงแรกของการพัฒนาผลิตภัณฑ์จึงสําคัญ:
- ประสิทธิภาพการใช้จ่ายการบูรณาการในช่วงแรกของคําตอบ EMC ปกติจะต้องการเพียงส่วนประกอบที่ไม่แพง (เช่น ferrites clamp-on หรือ chip beads) พร้อมกับการออกแบบการวางแผนที่เหมาะสมการแก้ไขปัญหา EMC ในระยะหลังมักต้องปรับปรุงแผ่นวงจรที่มีค่าใช้จ่ายสูงกล่อง หรือการป้องกัน
- การปฏิบัติตามตลาด:หน่วยงานควบคุมทั่วโลกกําหนดมาตรฐาน EMC ที่เข้มงวด (การตรา CE ในยุโรป การรับรอง FCC ในสหรัฐอเมริกา) ผลิตภัณฑ์ที่ไม่สอดคล้องกับมาตรฐานต้องเผชิญกับข้อจํากัดในการเข้าตลาด
- ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์การออกแบบ EMC ที่เหมาะสมเพิ่มความมั่นคงของอุปกรณ์, ลดการทํางานผิดปกติ, การทุจริตของข้อมูล, หรือการล้มของระบบที่เกิดจากการขัดแย้งทางแม่เหล็กไฟฟ้า.
- ค่าใช้จ่ายในการทดสอบการทดสอบห้องปฏิบัติการ EMC ที่ครบถ้วนเป็นการลงทุนที่สําคัญ ผลิตภัณฑ์ที่มีความบกพร่อง EMC หลัก ๆ อาจต้องใช้รอบการทดสอบ-ปรับปรุง-ทดสอบใหม่หลายรอบแต่ละอันมีค่าใช้จ่ายเป็นพันๆดอลลาร์.
- การลงโทษตามกฎหมายผลิตภัณฑ์ที่ไม่สอดคล้องกับความต้องการ มีความเสี่ยงที่จะถูกปรับทุนจากทางการอย่างมาก ทําให้เกิดการสูญเสียทางการเงินและความเสียหายต่อชื่อเสียง
การออกแบบ EMC ไม่เพียงแค่เป็นการเสริมเสริมทางเลือก แต่เป็นการปฏิบัติวิศวกรรมพื้นฐานในการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยโดยการตอบสนองปัญหา EMC อย่างเป็นตัวแทนในช่วงช่วงการออกแบบเบื้องต้น และเลือกองค์ประกอบที่เหมาะสม เช่น เฟริทที่จับ, ผู้ผลิตสามารถลดต้นทุนการพัฒนาได้อย่างมาก, เร่งเวลาในการตลาด, รับรองความเป็นมาตามกฎหมาย, และในที่สุดส่งผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและมีความแข่งขันมากขึ้น.
