Magnethelmeste kasutamine lülitustoiteallika EMC projekteerimisel
1 Ferriidist elektromagnetiliste häirete summutamise komponent
Ferriit on ferrimagnetiline materjal, millel on kuupvõre struktuur. Selle tootmisprotsess ja mehaanilised omadused on sarnased keraamikale ning selle värvus on hall-must. Elektromagnetiliste häirete filtrites sageli kasutatav magnetsüdamiku tüüp on ferriitmaterjal. Paljud tootjad pakuvad ferriitmaterjale, mida kasutatakse spetsiaalselt elektromagnetiliste häirete summutamiseks. Seda materjali iseloomustavad väga suured kaod kõrgetel sagedustel. Elektromagnetiliste häirete summutamiseks kasutatavate ferriitide puhul on kõige olulisemad jõudlusparameetrid magnetiline läbilaskvus μ ja küllastuse magnetvoo tihedus Bs. Magnetilist läbilaskvust μ saab väljendada kompleksarvuna, reaalosa moodustab induktiivsuse ja imaginaarne osa kaotust, mis sageduse kasvades suureneb. Seetõttu on selle ekvivalentahel jadaahel, mis koosneb induktiivpoolist L ja takistist R. Nii L kui ka R on sagedusfunktsioonid. Kui juhe läbib seda ferriitsüdamikku, siis moodustunud induktiivtakistus suureneb sageduse kasvades kujul, kuid selle mehhanism on erinevatel sagedustel täiesti erinev.
Madalsagedusalas koosneb impedants induktiivpooli induktiivreaktiivsusest. Madala sagedusega on R väga väike ja magnetsüdamiku magnetiline läbilaskvus on kõrge, seega on induktiivsus suur. L mängib suurt rolli. Elektromagnetilised häired peegelduvad ja summutatakse; ja sel ajal magnetiline Südamiku kadu on väike ja kogu seade on väikese kadu ja kõrge Q-omadustega induktiivpool. Sellel induktiivpoolil on lihtne resonantsi tekitada. Seetõttu võivad pärast ferriithelmeste kasutamist madala sagedusriba häired mõnikord suureneda.
Kõrgsagedusalas koosneb impedants takistuskomponentidest. Sageduse kasvades magnetsüdamiku magnetiline läbilaskvus väheneb, mille tõttu induktiivpooli induktiivsus väheneb ja induktiivreaktantsi komponent väheneb. Kuid sel ajal suureneb magnetsüdamiku kadu ja suureneb takistuskomponent. , mis põhjustab kogutakistuse suurenemist. Kui kõrgsageduslikud signaalid läbivad ferriiti, neelduvad elektromagnetilised häired ja muundatakse soojusenergiaks ning hajuvad.
Ferriidi summutuskomponente kasutatakse laialdaselt trükkplaatides, elektriliinides ja andmeliinides. Kui trükkplaadi toiteliini sisendotsa lisada ferriidist summutuskomponent, saab kõrgsageduslikud häired välja filtreerida. Ferriidist magnetrõngaid või magnethelmeid kasutatakse spetsiaalselt kõrgsageduslike häirete ja teravate häirete summutamiseks signaaliliinidel ja elektriliinidel. Samuti on sellel võime absorbeerida elektrostaatilise lahenduse impulsi häireid.
2 Magnethelmeste põhimõtted ja omadused Kui vool liigub läbi juhtme keskses augus, tekib magnethelmeses ringlev magnetrada. EMI kontrollimiseks kasutatavad ferriidid peaksid olema valmistatud nii, et need hajutavad materjalis suurema osa magnetvoost soojusena. Seda nähtust saab simuleerida induktiivpooli ja takisti jadakombinatsiooniga. nagu on näidatud pildil 2
Kahe komponendi arvväärtused on võrdelised magnethelmeste pikkusega ja magnethelmeste pikkusel on märkimisväärne mõju summutusefektile. Mida pikem on magnethelmeste pikkus, seda parem on summutusefekt. Kuna signaali energia on magnethelmestega magnetiliselt ühendatud, suureneb induktiivpooli reaktants ja takistus sageduse kasvades. Magnetühenduse efektiivsus sõltub helme materjali magnetilisest läbilaskvusest õhu suhtes. Tavaliselt saab magnethelmeid moodustava ferriitmaterjali kadu väljendada komplekssuuruses selle magnetilise läbilaskvuse kaudu õhu suhtes.
Magnetmaterjalid kasutavad seda suhet sageli kadunurga iseloomustamiseks. EMI summutamiseks kasutatavad komponendid nõuavad suurt kadunurka, mis tähendab, et suurem osa häiretest hajub peegeldumata. Praegu saadaolevate ferriitmaterjalide valik pakub disaineritele laia valikut magnethelmeste kasutamiseks erinevates olukordades.
