aħbarijiet

Sitwazzjoni komuni: Inġinier tad-disinn idaħħal żibeġ tal-ferrite f'ċirkwit li jesperjenza problemi EMC, biss biex isib li x-xoffa fil-fatt tagħmel ħsejjes mhux mixtieqa agħar. Kif jista 'jkun dan? Iż-żibeġ tal-ferrite m'għandhomx jeliminaw l-enerġija tal-istorbju mingħajr ma jagħmlu l-problema agħar?
It-tweġiba għal din il-mistoqsija hija pjuttost sempliċi, iżda jista 'ma jkunx mifhum b'mod wiesa' ħlief għal dawk li jqattgħu ħafna mill-ħin isolvu problemi EMI. Fi kliem sempliċi, żibeġ tal-ferrite mhumiex żibeġ tal-ferrite, mhux żibeġ tal-ferrite, eċċ. Il-biċċa l-kbira tal-manifatturi taż-żibeġ tal-ferrite jipprovdu tabella li telenka n-numru tal-parti tagħhom, impedenza f'xi frekwenza partikolari (ġeneralment 100 MHz), reżistenza DC (DCR), kurrent nominali massimu u xi dimensjonijiet Informazzjoni (ara Tabella 1).Kollox huwa kważi standard.Dak li mhux muri fid-dejta folja hija l-informazzjoni materjali u l-karatteristiċi tal-prestazzjoni tal-frekwenza korrispondenti.
Żibeġ tal-ferrite huma apparat passiv li jista 'jneħħi l-enerġija tal-istorbju miċ-ċirkwit fil-forma ta' sħana. Żibeġ manjetiċi jiġġeneraw impedenza f'firxa wiesgħa ta 'frekwenza, u b'hekk jeliminaw l-enerġija tal-istorbju mhux mixtieqa kollha jew parti minnha f'din il-medda ta' frekwenza. Għal applikazzjonijiet ta 'vultaġġ DC ( bħall-linja Vcc ta 'IC), huwa mixtieq li jkun hemm valur baxx ta' reżistenza DC biex jiġi evitat telf kbir ta 'enerġija fis-sinjal meħtieġ u/jew vultaġġ jew sors kurrenti (I2 x telf DCR).Madankollu, huwa mixtieq li jkun hemm impedenza għolja f'ċerti firxiet ta' frekwenza definiti.Għalhekk, l-impedenza hija relatata mal-materjal użat (permeabilità), id-daqs tax-xoffa tal-ferrite, in-numru ta 'koljaturi, u l-istruttura tal-istralċ.Ovvjament, f'daqs partikolari tad-djar u materjal speċifiku użat , L-aktar stralċ, iktar tkun għolja l-impedenza, iżda peress li t-tul fiżiku tal-coil intern huwa itwal, dan jipproduċi wkoll reżistenza DC ogħla. Il-kurrent nominali ta 'dan il-komponent huwa inversament proporzjonali għar-reżistenza DC tiegħu.
Wieħed mill-aspetti bażiċi tal-użu taż-żibeġ tal-ferrite f'applikazzjonijiet EMI huwa li l-komponent għandu jkun fil-fażi ta 'reżistenza. Xi jfisser? Fi kliem sempliċi, dan ifisser li "R" (reżistenza AC) għandha tkun akbar minn "XL" (induttiv). reattanza).Fi frekwenzi fejn XL> R (frekwenza aktar baxxa), il-komponent huwa aktar bħal inductor milli resistor.At-frekwenza ta 'R> XL, il-parti ġġib ruħha bħala resistor, li hija karatteristika meħtieġa taż-żibeġ tal-ferrite. frekwenza li fiha "R" issir akbar minn "XL" tissejjaħ il-frekwenza "crossover". Dan jidher fil-Figura 1, fejn il-frekwenza crossover hija 30 MHz f'dan l-eżempju u hija mmarkata bi vleġġa ħamra.
Mod ieħor biex wieħed iħares lejn dan huwa f'termini ta 'dak li l-komponent fil-fatt iwettaq matul il-fażijiet ta' inductance u reżistenza tiegħu. Bħal ma 'applikazzjonijiet oħra fejn l-impedenza tal-inductor ma tkunx imqabbla, parti mis-sinjal li jkun dieħel hija riflessa lura lejn is-sors. ipprovdi xi protezzjoni għat-tagħmir sensittiv fuq in-naħa l-oħra tax-xoffa tal-ferrite, iżda tintroduċi wkoll "L" fiċ-ċirkwit, li tista 'tikkawża reżonanza u oxxillazzjoni (ringing).Għalhekk, meta ż-żibeġ manjetiċi jkunu għadhom induttivi fin-natura, parti tal-enerġija tal-istorbju se tkun riflessa u parti mill-enerġija tal-istorbju se tgħaddi, skont il-valuri tal-inductance u tal-impedenza.
Meta x-xoffa tal-ferrite tkun fil-fażi resistiva tagħha, il-komponent iġib ruħu bħal resistor, għalhekk jimblokka l-enerġija tal-istorbju u jassorbi dik l-enerġija miċ-ċirkwit, u jassorbiha fil-forma ta 'sħana. Għalkemm mibni bl-istess mod bħal xi indutturi, bl-użu l-istess proċess, linja ta 'produzzjoni u teknoloġija, makkinarju, u xi wħud mill-istess materjali tal-komponenti, żibeġ tal-ferrite jużaw materjali tal-ferrite lossy, filwaqt li indutturi jużaw materjal tal-Ossiġenu tal-ħadid b'telf baxx.Dan jidher fil-kurva fil-Figura 2.
Il-figura turi [μ''], li tirrifletti l-imġieba tal-materjal tax-xoffa tal-ferrite lossy.
Il-fatt li l-impedenza tingħata f'100 MHz huwa wkoll parti mill-problema tal-għażla. F'ħafna każijiet ta 'EMI, l-impedenza f'din il-frekwenza hija irrilevanti u qarrieqa. Il-valur ta' dan il-"punt" ma jindikax jekk l-impedenza tiżdiedx, tonqosx , isir ċatt, u l-impedenza tilħaq il-valur massimu tagħha f'din il-frekwenza, u jekk il-materjal għadu fil-fażi ta 'inductance tiegħu jew ittrasformax fil-fażi ta' reżistenza tiegħu. Fil-fatt, ħafna fornituri ta 'żibeġ tal-ferrite jużaw materjali multipli għall-istess xoffa tal-ferrite, jew mill-inqas kif muri fil-folja tad-dejta.Ara l-Figura 3.Il-5 kurvi kollha f'din il-figura huma għal żibeġ differenti tal-ferrite ta '120 ohm.
Imbagħad, dak li l-utent irid jikseb huwa l-kurva tal-impedenza li turi l-karatteristiċi tal-frekwenza tax-xoffa tal-ferrite.Eżempju ta 'kurva tal-impedenza tipika jidher fil-Figura 4.
Figura 4 turi fatt importanti ħafna.Din il-parti hija indikata bħala xoffa tal-ferrite ta '50 ohm bi frekwenza ta' 100 MHz, iżda l-frekwenza ta 'crossover tagħha hija ta' madwar 500 MHz, u tikseb aktar minn 300 ohms bejn 1 u 2.5 GHz. Għal darb'oħra, biss tħares lejn il-folja tad-dejta mhux se tħalli lill-utent ikun jaf dan u jista 'jkun qarrieqi.
Kif muri fil-figura, il-proprjetajiet tal-materjali jvarjaw.Hemm ħafna varjanti ta 'ferrite użati biex jagħmlu żibeġ tal-ferrite.Xi materjali huma telf għoli, broadband, frekwenza għolja, telf ta' inserzjoni baxx u l-bqija.Figura 5 turi l-grupp ġenerali minn frekwenza ta 'applikazzjoni u impedenza.
Problema komuni oħra hija li d-disinjaturi tal-bord taċ-ċirkwit huma xi kultant limitati għall-għażla ta 'żibeġ tal-ferrite fid-database tal-komponenti approvati tagħhom.Jekk il-kumpanija għandha biss ftit żibeġ tal-ferrite li ġew approvati għall-użu fi prodotti oħra u huma meqjusa sodisfaċenti, f'ħafna każijiet, mhuwiex meħtieġ li jiġu evalwati u approvati materjali oħra u numri tal-partijiet.Fil-passat riċenti, dan ripetutament wassal għal xi effetti aggravanti tal-problema oriġinali tal-istorbju EMI deskritta hawn fuq.Il-metodu effettiv qabel jista 'jkun applikabbli għall-proġett li jmiss, jew huwa jista 'ma jkunx effettiv.Ma tistax sempliċement issegwi s-soluzzjoni EMI tal-proġett preċedenti, speċjalment meta tinbidel il-frekwenza tas-sinjal meħtieġ jew il-frekwenza ta' komponenti ta 'radjazzjoni potenzjali bħal tagħmir tal-arloġġ tinbidel.
Jekk tħares lejn iż-żewġ kurvi ta 'impedenza fil-Figura 6, tista' tqabbel l-effetti materjali ta 'żewġ partijiet magħżula simili.
Għal dawn iż-żewġ komponenti, l-impedenza f'100 MHz hija 120 ohms. Għall-parti fuq ix-xellug, bl-użu tal-materjal "B", l-impedenza massima hija ta 'madwar 150 ohms, u hija realizzata f'400 MHz. Għall-parti fuq il-lemin , bl-użu tal-materjal "D", l-impedenza massima hija ta '700 ohms, li tinkiseb f'madwar 700 MHz. Iżda l-akbar differenza hija l-frekwenza crossover. It-transizzjonijiet tal-materjal "B" b'telf ultra-għoli f'6 MHz (R> XL) , filwaqt li l-materjal "D" ta 'frekwenza għolja ħafna jibqa' induttiv f'madwar 400 MHz.Liema parti hija dik korretta biex tuża? Jiddependi fuq kull applikazzjoni individwali.
Il-Figura 7 turi l-problemi komuni kollha li jseħħu meta jintgħażlu ż-żibeġ tal-ferrite ħżiena biex jrażżnu l-EMI.Is-sinjal mhux iffiltrat juri 474.5 mV undershoot fuq polz ta '3.5V, 1 uS.
Fir-riżultat tal-użu ta 'materjal tat-tip ta' telf għoli (plott taċ-ċentru), l-undershoot tal-kejl jiżdied minħabba l-frekwenza ogħla ta 'crossover tal-parti. Is-sinjal undershoot żdied minn 474.5 mV għal 749.8 mV. frekwenza crossover baxxa u prestazzjoni tajba. Ikun il-materjal it-tajjeb biex jintuża f'din l-applikazzjoni (stampa fuq il-lemin).Il-undershoot li juża din il-parti huwa mnaqqas għal 156.3 mV.
Hekk kif il-kurrent dirett permezz taż-żibeġ jiżdied, il-materjal tal-qalba jibda jissatura. Għall-indutturi, dan jissejjaħ kurrent ta 'saturazzjoni u huwa speċifikat bħala tnaqqis perċentwali fil-valur tal-inductance.Għal żibeġ tal-ferrite, meta l-parti tkun fil-fażi tar-reżistenza, il- effett tas-saturazzjoni huwa rifless fit-tnaqqis fil-valur tal-impedenza bi frekwenza.Din il-waqgħa fl-impedenza tnaqqas l-effettività taż-żibeġ tal-ferrite u l-abbiltà tagħhom li jeliminaw l-istorbju EMI (AC).Figura 8 turi sett ta 'kurvi tipiċi ta' bias DC għal żibeġ tal-ferrite.
F'din il-figura, ix-xoffa tal-ferrite hija kklassifikata f'100 ohms f'100 MHz. Din hija l-impedenza mkejla tipika meta l-parti m'għandha l-ebda kurrent DC. Madankollu, wieħed jista 'jara li ladarba jiġi applikat kurrent DC (per eżempju, għal IC VCC input), l-impedenza effettiva tinżel drastikament. Fil-kurva ta 'hawn fuq, għal kurrent ta' 1.0 A, l-impedenza effettiva tinbidel minn 100 ohms għal 20 ohms.100 MHz.Forsi mhux wisq kritika, iżda xi ħaġa li l-inġinier tad-disinn għandu jagħti attenzjoni għaliha. Bl-istess mod, billi tuża biss id-data karatteristika elettrika tal-komponent fil-folja tad-dejta tal-fornitur, l-utent mhux se jkun konxju ta 'dan il-fenomenu ta' preġudizzju DC.
Bħal indutturi RF ta 'frekwenza għolja, id-direzzjoni tal-istralċ tal-coil ta' ġewwa fix-xoffa tal-ferrite għandha influwenza kbira fuq il-karatteristiċi tal-frekwenza tax-xoffa. Id-direzzjoni tal-istralċ mhux biss taffettwa r-relazzjoni bejn l-impedenza u l-livell tal-frekwenza, iżda wkoll tbiddel ir-rispons tal-frekwenza. Fil-Figura 9, żewġ żibeġ tal-ferrite ta '1000 ohm huma murija bl-istess daqs tad-djar u l-istess materjal, iżda b'żewġ konfigurazzjonijiet ta' tkebbib differenti.
Il-coils tal-parti tax-xellug huma mdawra fuq il-pjan vertikali u f'munzelli fid-direzzjoni orizzontali, li tipproduċi impedenza ogħla u rispons ta 'frekwenza ogħla mill-parti fuq in-naħa tal-lemin ferita fil-pjan orizzontali u f'munzelli fid-direzzjoni vertikali. Dan huwa parzjalment dovut għar-reattanza kapaċità aktar baxxa (XC) assoċjata mal-kapaċità parassitika mnaqqsa bejn it-terminal tat-tarf u l-coil intern.XC aktar baxx se jipproduċi frekwenza ogħla ta 'awto-reżonanza, u mbagħad jippermetti li l-impedenza tax-xoffa tal-ferrite tkompli tiżdied sakemm tkun jilħaq frekwenza ogħla ta 'awto-reżonanza, li hija ogħla mill-istruttura standard tax-xoffa tal-ferrite Il-valur tal-impedenza.Il-kurvi taż-żewġ żibeġ tal-ferrite ta' 1000 ohm ta 'hawn fuq huma murija fil-Figura 10.
Biex nuru aktar l-effetti ta 'għażla korretta u mhux korretta taż-żibeġ tal-ferrite, użajna ċirkwit tat-test sempliċi u bord tat-test biex nuru l-biċċa l-kbira tal-kontenut diskuss hawn fuq.Fil-Figura 11, il-bord tat-test juri l-pożizzjonijiet ta' tliet żibeġ tal-ferrite u l-punti tat-test immarkati "A", "B" u "C", li jinsabu fid-distanza mill-apparat tal-output tat-trasmettitur (TX).
L-integrità tas-sinjal titkejjel fuq in-naħa tal-ħruġ taż-żibeġ tal-ferrite f'kull waħda mit-tliet pożizzjonijiet, u hija ripetuta b'żewġ żibeġ tal-ferrite magħmula minn materjali differenti. L-ewwel materjal, materjal "S" b'telf ta 'frekwenza baxxa, ġie ttestjat f'punti "A", "B" u "C". Sussegwentement, intuża materjal "D" ta 'frekwenza ogħla. Ir-riżultati minn punt għal punt bl-użu ta' dawn iż-żewġ żibeġ tal-ferrite huma murija fil-Figura 12.
Is-sinjal mhux iffiltrat "permezz" jintwera fir-ringiela tan-nofs, li juri xi overshoot u undershoot fuq it-truf li jogħlew u nieżel, rispettivament. Jista 'jidher li bl-użu tal-materjal korrett għall-kundizzjonijiet tat-test ta' hawn fuq, il-materjal b'telf ta 'frekwenza aktar baxxa juri overshoot tajjeb u titjib tas-sinjal undershoot fuq it-truf li qed jogħlew u nieżel. Dawn ir-riżultati huma murija fir-ringiela ta 'fuq tal-Figura 12.Ir-riżultat tal-użu ta' materjali ta 'frekwenza għolja jista' jikkawża tisfir, li jamplifika kull livell u jżid il-perjodu ta 'instabilità.Dawn ir-riżultati tat-test huma muri fuq il-filliera t'isfel.
Meta wieħed iħares lejn it-titjib tal-EMI bi frekwenza fil-parti ta 'fuq rakkomandata (Figura 12) fl-iskann orizzontali muri fil-Figura 13, wieħed jista' jara li għall-frekwenzi kollha, din il-parti tnaqqas b'mod sinifikanti l-ispikes tal-EMI u tnaqqas il-livell ġenerali tal-ħoss f'30. sa bejn wieħed u ieħor Fil-medda ta' 350 MHz, il-livell aċċettabbli huwa ferm taħt il-limitu EMI enfasizzat bil-linja ħamra. Dan huwa l-istandard regolatorju ġenerali għal tagħmir ta 'Klassi B (FCC Parti 15 fl-Istati Uniti). Materjal "S" għandu impatt limitat fuq il-livell tal-istorbju EMI oriġinali, mhux iffiltrat, iżda jnaqqas spike maġġuri f'750 MHz b'madwar 6 dB.Jekk il-parti prinċipali tal-problema tal-istorbju EMI hija ogħla minn 350 MHz, jeħtieġ li tikkunsidra l-użu ta 'materjali tal-ferrite ta' frekwenza ogħla li l-impedenza massima tagħhom hija ogħla fl-ispettru.
Ovvjament, it-tisjir kollu (kif muri fil-kurva t'isfel tal-Figura 12) normalment jista' jiġi evitat permezz ta' ttestjar tal-prestazzjoni attwali u/jew softwer ta' simulazzjoni, iżda huwa ttamat li dan l-artikolu jippermetti lill-qarrejja jevita ħafna żbalji komuni u jnaqqas il-ħtieġa li agħżel iż-żibeġ tal-ferrite Ħin korrett, u ipprovdi punt tat-tluq aktar "edukat" meta żibeġ tal-ferrite huma meħtieġa biex jgħinu biex issolvi l-problemi tal-EMI.
Fl-aħħarnett, huwa aħjar li tapprova serje jew serje ta 'żibeġ tal-ferrite, mhux biss numru ta' parti waħda, għal aktar għażliet u flessibilità tad-disinn. Għandu jiġi nnutat li fornituri differenti jużaw materjali differenti, u l-prestazzjoni tal-frekwenza ta 'kull fornitur għandha tiġi riveduta , speċjalment meta jsiru xiri multipli għall-istess proġett. Huwa daqsxejn faċli li tagħmel dan l-ewwel darba, iżda ladarba l-partijiet jiddaħħlu fid-database tal-komponenti taħt numru ta 'kontroll, imbagħad jistgħu jintużaw kullimkien. L-importanti huwa li l-prestazzjoni tal-frekwenza ta 'partijiet minn fornituri differenti hija simili ħafna biex telimina l-possibbiltà ta' applikazzjonijiet oħra fil-futur Il-problema seħħet.L-aħjar mod huwa li tinkiseb data simili minn fornituri differenti, u għall-inqas ikollha kurva ta 'impedenza. Dan se jiżgura wkoll li ż-żibeġ tal-ferrite korretti jintużaw biex issolvi l-problema tal-EMI tiegħek.
Chris Burket ilu jaħdem f'TDK mill-1995 u issa huwa inġinier anzjan tal-applikazzjoni, li jappoġġja numru kbir ta 'komponenti passivi. Huwa kien involut fid-disinn tal-prodott, bejgħ tekniku u marketing.Mr. Burket kiteb u ppubblika dokumenti tekniċi f’ħafna fora.Mr. Burket kiseb tliet privattivi tal-Istati Uniti dwar swiċċijiet u capacitors ottiċi/mekkaniċi.
In Compliance hija s-sors ewlieni ta 'aħbarijiet, informazzjoni, edukazzjoni u ispirazzjoni għall-professjonisti tal-inġinerija elettrika u elettronika.
Aerospazjali Komunikazzjonijiet tal-Karozzi Elettronika tal-Konsumatur Edukazzjoni Enerġija u Enerġija Industrija Teknoloġija tal-Informazzjoni Mediku Militari u Difiża Nazzjonali