Применение магнитных шариков в конструкции ЭМС импульсных источников питания
Проблемы ЭМС сегодня стали актуальной и сложной проблемой в электронном проектировании и производстве. Проблема ЭМС в практических приложениях очень сложна и не может быть решена исключительно с помощью теоретических знаний. Он больше опирается на практический опыт инженеров-электронщиков. Чтобы лучше решить проблему ЭМС в электронных продуктах, в основном необходимо учитывать заземление, конструкцию схем и печатных плат, конструкцию кабеля, конструкцию экранирования и другие вопросы.
В этой статье объясняется важность магнитных шариков в аспекте ЭМС импульсных источников питания, представляя их основные принципы и характеристики, чтобы предоставить разработчикам импульсных источников питания больше и лучший выбор при разработке новых продуктов.
1 Ферритовый элемент подавления электромагнитных помех
Феррит — это тип ферромагнитного материала со структурой кубической решетки. Его производственный процесс и механические свойства аналогичны керамике серо-черного цвета. Тип магнитного сердечника, обычно используемый в фильтрах электромагнитных помех, представляет собой ферритовый материал, и многие производители предоставляют ферритовые материалы специально для подавления электромагнитных помех. Характерной особенностью этого материала являются его потери на высоких частотах. Важнейшим эксплуатационным параметром феррита, используемого для подавления электромагнитных помех, является магнитная проницаемость μ и плотность магнитного потока насыщения Bs. Магнитная проницаемость μ. Ее можно выразить как комплексное число, где действительная часть определяет индуктивность, а мнимая часть представляет потери, которые увеличиваются с частотой. Следовательно, его эквивалентная схема представляет собой последовательную цепь, состоящую из индуктивности L и сопротивления R, которые являются функциями частоты. Когда провод проходит через этот ферритовый сердечник, образующееся сопротивление индуктивности формально увеличивается с увеличением частоты, но на разных частотах механизм совершенно разный.
В низкочастотном диапазоне импеданс складывается из индуктивного реактивного сопротивления катушки индуктивности. На низких частотах R очень мало, а магнитная проницаемость магнитопровода высока. Поэтому индуктивность большая, и L играет главную роль. Электромагнитные помехи подавляются за счет отражения; И в этот момент потери магнитного сердечника относительно невелики, и все устройство представляет собой дроссель с низкими потерями и высокой добротностью, склонный к резонансу. Поэтому в низкочастотном диапазоне иногда может наблюдаться усиление помех после использования ферритовых магнитных шариков.
В высокочастотном диапазоне импеданс состоит из составляющих сопротивления. С увеличением частоты магнитная проницаемость магнитопровода уменьшается, в результате чего уменьшается индуктивность и индуктивная составляющая индуктивности. Однако в это время потери магнитопровода увеличиваются, а составляющая сопротивления увеличивается, что приводит к увеличению общего сопротивления. Когда высокочастотный сигнал проходит через феррит, электромагнитные помехи поглощаются и преобразуются в тепловую энергию для рассеивания.
Компоненты ферритового подавления широко используются в печатных платах, линиях электропередачи и линиях передачи данных. Если к входу линии электропередачи печатной платы добавлен ферритовый компонент подавления, можно отфильтровать высокочастотные помехи. Ферритовые магнитные кольца или шарики специально разработаны для подавления высокочастотных и пиковых помех в сигнальных и силовых линиях, а также обладают способностью поглощать импульсные помехи электростатического разряда.
Принцип и характеристики магнитных шариков: когда ток течет по проводу в отверстии сердечника, он становится магнитной дорожкой, которая циркулирует внутри магнитного шарика. При подготовке феррита к контролю электромагнитных помех должна быть возможность рассеять большую часть магнитного потока в виде тепла в материале. Это явление можно смоделировать последовательным сочетанием катушки индуктивности и резистора.
Энергия сигнала магнитно связана с магнитными шариками, поэтому реактивное сопротивление и сопротивление катушки индуктивности увеличиваются с увеличением частоты. Эффективность магнитной связи зависит от проницаемости материала магнитных шариков по отношению к воздуху. Потери ферритовых материалов, из которых обычно состоят магнитные шарики, могут быть выражены в виде комплексной величины их относительной воздухопроницаемостью.
Магнитные материалы часто характеризуются углом потерь с использованием этого соотношения. Использование компонентов подавления электромагнитных помех требует большого угла потерь, а это означает, что большая часть помех будет рассеиваться, не отражаясь. Различные доступные в настоящее время ферритовые материалы предоставляют разработчикам широкий спектр возможностей использования магнитных шариков в различных ситуациях.
