Introducció a l'aplicació de perles magnètiques en el disseny de l'alimentació d'alimentació de commutació
EMC s’ha convertit en un problema calent i difícil en el disseny i la fabricació electrònics actuals. El problema EMC en aplicacions pràctiques és molt complex i no es pot resoldre només amb el coneixement teòric. Es basa més en l’experiència pràctica dels enginyers electrònics. Per tal d’afrontar millor el problema EMC de productes electrònics, les principals consideracions inclouen la presa de terra, el circuit i el disseny de la placa PCB, el disseny de cables, el disseny de blindatge i altres problemes relacionats.
Aquest article explica la importància de les perles magnètiques en l’aspecte EMC de les fonts d’alimentació del mode Switch mitjançant la introducció dels seus principis i característiques bàsiques, per tal de proporcionar més i millors opcions per als dissenyadors de productes d’alimentació d’alimentació en mode commutador en dissenyar nous productes.
1. Component de supressió de la interferència electromagnètica de ferrita
La ferrita és un material ferromagnètic amb una estructura de gelosia cúbica. El seu procés de fabricació i les propietats mecàniques són similars al ceràmica i el seu color és negre gris. Un tipus de nucli magnètic utilitzat habitualment en filtres d’interferències electromagnètiques és el material de ferrita i molts fabricants proporcionen materials de ferrita dissenyats específicament per a la supressió d’interferències electromagnètiques. La característica d’aquest material és una pèrdua de freqüència molt elevada. Els paràmetres de rendiment més importants per a la ferrita que s’utilitzen per suprimir la interferència electromagnètica són la permeabilitat magnètica μ i la densitat de flux magnètic de saturació BS. La permeabilitat magnètica μ es pot expressar com a nombre complex, amb la part real que forma la inductància i la part imaginària que representa la pèrdua, que augmenta amb la freqüència. Per tant, el seu circuit equivalent és un circuit de sèrie format per un inductor L i una resistència R, ambdues funcions de freqüència. Quan el fil passa per aquest nucli de ferrita, la impedància de la inductància formada augmenta amb l’augment de la freqüència en forma, però el mecanisme és completament diferent a diferents freqüències.
En el rang de baixa freqüència, la impedància es compon de la reactància inductiva de la inductància. A freqüències baixes, R és molt petita i la permeabilitat magnètica del nucli magnètic és alta, donant lloc a una gran inductància. L té un paper important i es reflecteix i suprimeix la interferència electromagnètica; I en aquest moment, la pèrdua del nucli magnètic és relativament petita, i tot el dispositiu és un inductor característic de baixa pèrdua i alta, que és propens a la ressonància. Per tant, en el rang de baixa freqüència, de vegades es pot produir una millora de la interferència després d’utilitzar perles de ferrita.
En el rang d’alta freqüència, la impedància es compon de components de resistència. A mesura que la freqüència augmenta, la permeabilitat magnètica del nucli magnètic disminueix, donant lloc a una disminució de la inductància de l’inductor i una disminució del component d’impedància inductiva. No obstant això, en aquest moment, la pèrdua del nucli magnètic augmenta i el component de resistència augmenta, provocant un augment de la impedància total. Quan els senyals d’alta freqüència passen per ferrita, s’absorbeix la interferència electromagnètica i es converteix en energia de calor per a la dissipació.
Els components de supressió de ferrita s’utilitzen àmpliament en les plaques de circuit impreses, les línies elèctriques i les línies de dades. Si s’afegeixen components de supressió de ferrita al final d’entrada de la línia d’alimentació de la placa de circuit imprès, es pot filtrar la interferència d’alta freqüència. Els anells o perles magnètiques de ferrita estan dissenyats específicament per suprimir la interferència d’alta freqüència i la interferència d’espiga en les línies de senyal i les línies elèctriques, i també tenen la capacitat d’absorbir la interferència del pols de descàrrega electrostàtica.
