Mágneses gyöngyök alkalmazása kapcsolóüzemű tápegység EMC tervezésében
1 ferrit EMI elnyomó elem
A ferrit egy vastartalmú mágneses anyag, köbös rácsszerkezettel. Gyártási folyamata és mechanikai tulajdonságai a kerámiáéhoz hasonlóak, színe szürkésfekete. Az EMI-szűrőket gyakran használják a ferrit anyagú mágneses magok osztályában, sok gyártó kifejezetten az EMI elnyomására kínál ferritanyagot. Ezt az anyagot nagyon nagy nagyfrekvenciás veszteség jellemzi. Az EMI elnyomására szolgáló ferrit esetében a legfontosabb teljesítményparaméterek a permeabilitás μ és a telítési fluxussűrűség Bs. A μ permeabilitás komplex számként fejezhető ki, ahol a valós rész az induktivitás, a képzeletbeli rész pedig a veszteséget jelenti, amely a frekvenciával nő. Így ennek megfelelő áramköre egy L tekercsből és egy R ellenállásból álló soros áramkör. L és R egyaránt a frekvencia függvénye. Ha egy vezetéket átvezetünk ezen a ferritmagon, az induktív impedancia formálisan növekszik a frekvenciával.
Az induktív impedancia formálisan növekszik a frekvencia növekedésével, de a mechanizmus egészen más a különböző frekvenciákon.
Az alacsony frekvenciájú sávban az induktivitás induktivitásának impedanciája, az alacsony frekvenciájú R nagyon kicsi, a mag mágneses permeabilitása magas, ezért az induktivitás nagy, L fő szerepet játszik az elektromágneses interferencia visszaverődésében és elnyomott; és ezúttal a mag vesztesége kicsi, az egész készülék alacsony veszteségű, nagy Q-jellemző induktivitás, amely hajlamos a rezonanciára, így az alacsony frekvenciájú sávban előfordulhat, hogy a használat ferrit gyöngyökből a jelenség interferenciafokozása után.
A nagyfrekvenciás sávban az impedancia rezisztív komponensekből tevődik össze, a frekvencia növekedésével a mag mágneses permeabilitása csökken, aminek következtében az induktivitás induktivitása csökken, az induktív komponens csökken, azonban ezúttal a veszteség A mag növekszik, a rezisztív komponens növekszik, ami a teljes impedancia növekedését eredményezi, amikor a nagyfrekvenciás jelek a ferriten keresztül jutnak el, az elektromágneses interferencia elnyelődik és hőenergia disszipációvá alakul.
A ferrit elnyomó alkatrészeket széles körben használják nyomtatott áramköri kártyákban, elektromos vezetékekben és adatvezetékekben. Ha egy nyomtatott áramköri lap tápvezetékének bemeneti végéhez ferrit elnyomó elemet adunk, akkor a nagyfrekvenciás interferencia kiszűrhető. Ferrit mágneses gyűrű vagy gyöngy, amely gátolja a jelvezetékeket, a nagyfrekvenciás interferencia és a tüske interferenciát, valamint képes elnyelni az elektrosztatikus kisülés impulzus interferenciát.
2 A mágneses gyöngy elve és jellemzői, amikor az áram átfolyik a vezetékben lévő középső lyukon, ez a mágneses gyöngy belső keringési áramlása lesz a mágneses csatornákban. Amikor egy ferritet EMI-szabályozásra állítanak elő, lehetővé kell tenni a mágneses fluxus nagy részének hőként történő eloszlatását az anyagban. Ez a jelenség egy tekercs és egy ellenállás soros kombinációjával modellezhető. A 2. ábrán látható módon
A két komponens numerikus nagysága egyenesen arányos a gyöngy hosszával, és a gyöngy hossza jelentős hatással van az elnyomásra, a hosszabb gyöngyhossz jobb elnyomást biztosít. Mivel a jelenergia mágnesesen kapcsolódik a gyöngyökhöz, az induktor reaktanciája és ellenállása a frekvenciával nő. A mágneses csatolás hatékonysága a gyöngy anyagának levegőhöz viszonyított mágneses permeabilitásától függ. A gyöngyöt általában alkotó ferritanyag vesztesége a levegőhöz viszonyított áteresztőképességével komplex mennyiségben fejezhető ki.
A mágneses anyagokat gyakran ez a veszteségi szög arány jellemzi. Nagy veszteségi szög szükséges az EMI-elnyomó komponensekhez, ami azt jelenti, hogy az interferencia nagy része eloszlik.
Ez azt jelenti, hogy az interferencia nagy része eloszlik és nem tükröződik. A manapság elérhető ferrit anyagok széles választéka a tervező számára a különböző alkalmazásokhoz használható gyöngyök széles választékát kínálja.
