Kako delujejo feritne kroglice in kako izbrati pravega?

Kaj je feritno kroglico in kako delujejo feritne kroglice?

Feritne kroglice so pasivne elektronske komponente, ki lahko potisnejo visokofrekvenčne signale na napajalni vod. Običajno so nameščeni okoli para napajanja / ozemljitve, ki vstopa v določeno napravo, na primer napajalni kabel vašega prenosnika. Te kroglice delujejo v skladu s Faradayevim zakonom; magnetno jedro okoli prevodnika sproži povratni EMF v prisotnosti visokofrekvenčnega signala, ki v bistvu oslabi feritni frekvenčni odziv.

Feriti so magnetni materiali in namestitev tega materiala v feritna spona okoli napajalnika / ozemljitvene linije omogoča vir induktivne impedance za signale, ki prehajajo skozi linijo. To bi vas lahko zamikalo, če bi o njih razmišljali kot o standardnem induktorju, vendar so bolj zapleteni. V resnici je feritna kroglica nelinearna sestavina; impedanca, ki jo zagotavlja, je bil tok obremenitve in padec napetosti čez feritne spremembe. Model poenostavljenega vezja feritne kroglice vam bo pomagal razumeti njegove frekvenčne značilnosti. Vendar se lahko ti atributi spreminjajo kot funkcija toka in temperature.

Za kaj se uporabljajo feritne kroglice?

Ker je impresija feritnih kroglic induktivna, se feritne kroglice uporabljajo za zmanjševanje visokofrekvenčnih signalov v elektronskih komponentah. Ker je dušilec feritne kroglice lahko nameščen na daljnovod, ki je povezan z elektronsko napravo, lahko odstrani kakršen koli lažni visokofrekvenčni hrup, ki je prisoten na napajalni povezavi, ali ki se oddaja iz enosmernega napajanja. Ta uporaba feritnih sponk je eden izmed mnogih načinov za zatiranje hrupa iz napajanja, kot je na primer napajalnik s stikalom. Ta aplikacija feritnih kroglic kot feritni filter zagotavlja zaviranje in odpravo izvedene EMI.

Med različnimi feritnimi kroglicami kot filtrom je ponavadi EMI filtrirna kroglica / filter napajalnega filtra običajno določena za enosmerni tok. Tokovi, večji od podane vrednosti, lahko komponento poškodujejo. Moteče je, da na mejo drastično vpliva vročina. Z višanjem temperature se nazivni tok hitro zmanjša. Nazivni tok vpliva tudi na impresijo ferita. Ko se enosmerni tok povečuje, se bo feritna kroglica "nasičila" in izgubila induktivnost. Pri sorazmerno velikih tokovih lahko nasičenost zmanjša impedanco feritnih kroglic za do 90%.

Feritna kroglica proti induktorju

Čeprav je feritno kroglico mogoče modelirati kot induktor, se ne obnaša kot tipična induktorica. Če se sprašujete, kako izmeriti vedenje feritne kroglice v primerjavi z induktorjem, bi skozi kroglico poslali analogni signal in pomestili frekvenco v več zaporedjih. Če ustvarite grafikon Bode za meritve frekvence hitrosti feritnih kroglic, boste ugotovili, da feritna kroglica zagotavlja strmejše odmikanje pri višjih frekvencah v primerjavi z induktorjem s podobnim nizkofrekvenčnim obnašanjem.

Feritna kroglica se lahko modelira kot kondenzatorji in induktorji ter vzporedno z uporom, s tem omrežjem RLC, ki je ožičen s serijskim uporom. Serijski upor količinsko opredeli naprave

odpornost na enosmerne tokove. Induktor v tem modelu predstavlja feritne kroglice primarno funkcijo slabljenja visokofrekvenčnih signalov, tj. Zagotavljanje induktivne impedance po Faradayevem zakonu. Vzporedni upor v tem modelu predstavlja izgube v vrtinčnih tokovih, ki jih inducirajo znotraj feritne kroglice pri visokih frekvencah. Končno kondenzator v tem modelu predstavlja naravno parazitno kapacitivnost komponente.

Ko pogledate krivuljo impedance feritne kroglice, lahko vidite, da je impedanca, ki je predvsem uporovna, izjemno visoka le v tankem pasu. V tem tankem pasu prevladuje induktivnost kroglice. Pri višjih frekvencah se impedanca feritnih kroglic začne kazati kapacitivno in impedanca se hitro zmanjšuje. Sčasoma, ko se frekvenca še naprej povečuje, bo kapacitivna impedanca padla na zelo majhno vrednost in impedanca feritnih kroglic se zdi čisto uporovna.

Vodnik za izbiro feritnih kroglic

Zdaj, ko imate v pasu teorijo ferita, je čas, da izberete eno za svojo napravo. To ni zelo težko in če želite vedeti, kako izbrati feritno kroglico za obliko, morate biti pozorni na specifikacije kroglice. Se morda sprašujete, ali so feritne kroglice potrebne za moj dizajn? Kot številne inženirske odločitve tudi odgovor ni tako preprost. Če

veste, da bo vaša plošča doživela EMI v določenem frekvenčnem območju in morate te frekvence omiliti, potem je feritna kroglica morda prava izbira za vašo zasnovo.

Na podlagi induktivnega vedenja feritnih kroglic je naravno sklepati, da feritne kroglice "oslabijo visoke frekvence" brez večjega premisleka. Vendar feritne kroglice ne delujejo kot širokopasovni nizkoprepustni filter, saj lahko le pomagajo pri zmanjševanju določenega obsega frekvenc. Izbrati morate feritno kroglico in zadušiti tam, kjer so vaše neželene frekvence v svojem uporovnem pasu. Če greste nekoliko prenizko ali malo previsoko, kroglica ne bo imela želenega učinka.

Preden izberete posebno feritno kroglico za svoj dizajn, bi morali preveriti, ali vam lahko proizvajalec zagotovi impedance v primerjavi s trenutnimi krivuljami obremenitve feritne kroglice. Daleč je to najboljše orodje, ki ga lahko uporabite, če niste prepričani, kako izbrati feritno kroglico. Če so vaši tokovi obremenitve zelo visoki, boste morali izbrati feritno kroglico, ki zdrži, ne da bi se nasičila in izgubila impedanco v želenem frekvenčnem območju.

Previdnosti

Feritne kroglice in feritne dušilke so v bistvu uporovne obremenitve pri visokih frekvencah, kar pomeni, da lahko povzročijo nekaj težav v vašem vezju. Pri polaganju kroglice morate razmišljati o padcu napetosti in odvajanju toplote.

V dneh višjih napetostnih tokokrogov padec napetosti ni bil kaj dosti. Zdaj imamo veliko vezij z nizko močjo, ki lahko porabijo napetosti okoli 2 V. Na teh ravneh si ne morete privoščiti veliko izgube. Feritne kroglice nujno povzročijo enosmerni padec napetosti v vašem vezju. Morda se ne zdi veliko, toda če imajo vaša integrirana vezja (IC) kratko kratko tok vlečenja, lahko izguba postane pomembna. Postavite feritne kroglice tam, kjer ne bodo povzročale težav s padcem napetosti.

Ker feritni materiali uporno delujejo pri visokih frekvencah, predvsem absorbirajo absorbirano energijo kot toploto. Ta vročina ni nujno težava za vaš PCB, če se na električnem omrežju uporablja feritna dušilka, vendar lahko postane enaka, kadar jo razpršite pri visokih tokovih. Če je v vašem sistemu še posebej hrupno in bo kroglica absorbirala veliko visokih frekvenc, bi lahko ta vročina postala večja težava. Pazite, da upoštevate odvajanje toplote kroglice.

Feritne kroglice so lahko precej koristne, vendar le, če natančno razumete, kako delujejo. Ne pozabite, da signale zmanjšujejo v dokaj majhnem pasu, njihova učinkovitost pa je odvisna od temperature in toka obremenitve. Da bi najbolje uporabili feritno kroglico, se prepričajte, da ustreza vašim natančnim zahtevam. Nato pri postavitvi kroglice ne pozabite upoštevati padca napetosti in toplote.

Za več informacij nas kontaktirajte na sales@xfullstar.com