Aplicación de perlas magnéticas en el diseño EMC de fuentes de alimentación conmutadas
1 elemento de supresión EMI de ferrita
La ferrita es un material magnético ferroso con una estructura reticular cúbica. Su proceso de fabricación y propiedades mecánicas son similares a las de la cerámica, el color es gris-negro. Los filtros EMI se utilizan a menudo en una clase de núcleo magnético que es material de ferrita; muchos fabricantes proporcionan material de ferrita específicamente para la supresión de EMI. Este material se caracteriza por una pérdida de alta frecuencia muy grande. Para la ferrita para la supresión de EMI, los parámetros de rendimiento más importantes son la permeabilidad μ y la densidad de flujo de saturación Bs. La permeabilidad μ se puede expresar como un número complejo, donde la parte real constituye la inductancia y la parte imaginaria representa la pérdida, que aumenta con la frecuencia. Por tanto, su circuito equivalente es un circuito en serie que consta de un inductor L y una resistencia R. Tanto L como R son funciones de la frecuencia. Cuando se pasa un cable a través de este núcleo de ferrita, la impedancia inductiva resultante aumenta formalmente a medida que la frecuencia
La impedancia inductiva aumenta formalmente al aumentar la frecuencia, pero el mecanismo es bastante diferente en diferentes frecuencias.
En la banda de baja frecuencia, la impedancia por la inductancia de la inductancia, la baja frecuencia R es muy pequeña, la permeabilidad magnética del núcleo es alta, por lo que la inductancia es grande, L juega un papel importante en la interferencia electromagnética se refleja y reprimido; Y esta vez, la pérdida del núcleo es pequeña, todo el dispositivo tiene características de inductancia de baja pérdida y alta Q, que es propensa a la resonancia, por lo que en la banda de baja frecuencia, puede haber ocasiones en que el uso de perlas de ferrita después de la mejora de la interferencia del fenómeno.
En la banda de alta frecuencia, la impedancia se compone de componentes resistivos, a medida que aumenta la frecuencia, la permeabilidad magnética del núcleo disminuye, lo que resulta en una disminución en la inductancia del inductor, el componente inductivo disminuye. Sin embargo, esta vez, la pérdida del núcleo aumenta, el componente resistivo aumenta, lo que resulta en un aumento en la impedancia total cuando las señales de alta frecuencia a través de la ferrita, la interferencia electromagnética se absorbe y se convierte en forma de disipación de energía térmica.
Los componentes de supresión de ferrita se utilizan ampliamente en placas de circuito impreso, líneas eléctricas y líneas de datos. Si se agrega un elemento de supresión de ferrita al extremo de entrada de la línea de alimentación de una placa de circuito impreso, se pueden filtrar las interferencias de alta frecuencia. Anillo magnético de ferrita o cuenta dedicada a inhibir líneas de señal, líneas eléctricas en interferencias de alta frecuencia e interferencias de picos, también tiene la capacidad de absorber interferencias de pulsos de descarga electrostática.
2 El principio y las características de la cuenta magnética cuando la corriente fluye a través de su orificio central en el cable, será el flujo de circulación interna de la cuenta magnética de los canales magnéticos. Cuando se formula una ferrita para el control de EMI, debería ser posible disipar la mayor parte del flujo magnético en forma de calor en el material. Este fenómeno se puede modelar mediante una combinación en serie de un inductor y una resistencia. Como se muestra en la Figura 2
La magnitud numérica de los dos componentes es directamente proporcional a la longitud del cordón, y la longitud del cordón tiene un efecto significativo en la supresión, proporcionando una mayor longitud del cordón una mejor supresión. A medida que la energía de la señal se acopla magnéticamente a las perlas, la reactancia y la resistencia del inductor aumentan con la frecuencia. La eficiencia del acoplamiento magnético depende de la permeabilidad magnética del material de la perla en relación con el aire. La pérdida del material de ferrita que normalmente constituye la perla se puede expresar como una cantidad compleja por su permeabilidad con respecto al aire.
Los materiales magnéticos a menudo se caracterizan por esta relación con el ángulo de pérdida. Se requiere un ángulo de pérdida grande para los componentes de supresión de EMI, lo que significa que la mayor parte de la interferencia se disipará.
Esto significa que la mayor parte de la interferencia se disipará y no se reflejará. La amplia variedad de materiales de ferrita disponibles hoy en día ofrece al diseñador una amplia variedad de perlas para utilizar en diferentes aplicaciones.
