Iragazki-kondentsadoreak, modu komunaren induktoreak eta ale magnetikoak ohiko irudiak dira EMC diseinu-zirkuituetan, eta interferentzia elektromagnetikoak ezabatzeko hiru tresna indartsu ere badira.
Hiru hauek zirkuituan duten eginkizunari dagokionez, uste dut ingeniari askok ez dutela ulertzen, diseinuaren artikuluak hiru EMC zorrotzenak ezabatzeko printzipioaren analisi zehatza egiten du.
1. Iragazki-kondentsadorea
Maiztasun handiko zarata iragazteko ikuspuntutik kondentsadorearen erresonantzia ez da desiragarria izan arren, kondentsadorearen erresonantzia ez da beti kaltegarria.
Iragazi beharreko zarataren maiztasuna zehazten denean, kondentsadorearen edukiera doi daiteke erresonantzia-puntua asaldura-maiztasunean eror dadin.
Ingeniaritza praktikoan, iragazi beharreko zarata elektromagnetikoaren maiztasuna ehunka MHz-koa edo 1 GHz baino gehiagokoa izan ohi da. Maiztasun handiko zarata elektromagnetiko hori lortzeko, nukleoan zehar doan kondentsadore bat erabili behar da modu eraginkorrean iragazteko.
Ohiko kondentsadoreek ezin dute maiztasun handiko zarata eraginkortasunez iragazi bi arrazoirengatik da:
(1) Arrazoi bat da kondentsadorearen berunaren induktantziak kondentsadorearen erresonantzia eragiten duela, eta horrek inpedantzia handia aurkezten dio maiztasun handiko seinaleari, eta maiztasun handiko seinalearen bypass efektua ahultzen du;
(2) Beste arrazoi bat da kableen arteko kapazitantzia parasitoak maiztasun handiko seinalea akoplatzen duela, iragazketa efektua murriztuz.
Nukleo zeharkako kondentsadoreak maiztasun handiko zarata eraginkortasunez iragaz dezakeen arrazoia da nukleo zeharkako kondentsadoreak ez duelako berun-induktantziak kondentsadorearen erresonantzia-maiztasuna baxuegia izatea eragiten duen arazoa bakarrik.
Eta nukleo zeharkako kondentsadorea zuzenean metalezko panelean instala daiteke, metalezko panela maiztasun handiko isolamenduaren eginkizuna betetzeko erabiliz. Hala ere, nukleo zeharkako kondentsadorea erabiltzean, arreta jarri beharreko arazoa instalazioaren arazoa da.
Nukleo zeharkako kondentsadorearen ahulgune handiena tenperatura altuaren eta tenperaturaren eraginaren beldurra da, eta horrek zailtasun handiak sortzen ditu nukleo zeharkako kondentsadorea metalezko panelera soldatzean.
Kondentsadore asko kaltetzen dira soldadura egiten ari diren bitartean. Batez ere panelean nukleo-kondentsadore kopuru handia instalatu behar denean, kalteren bat badago, zaila da konpontzea, kaltetutako kondentsadorea kentzean, inguruko beste kondentsadoreei kalteak eragingo baitie.
2. Modu arrunteko induktantzia
EMCk dituen arazoak modu komunaren interferentziak direnez gehienbat, modu komunaren induktoreak ere gure osagai indartsu erabilienetako bat dira.
Modu komuneko induktorea ferrita nukleo gisa duen modu komuneko interferentzia kentzeko gailu bat da, tamaina bereko eta bira kopuru bereko bi bobinaz osatua, ferrita eraztun magnetiko nukleo berean simetrikoki bilduta, lau terminaleko gailu bat osatzeko, modu komuneko seinalerako induktantzia kentzeko efektu handia duena, eta modu diferentzialaren seinalerako isuri-induktantzia txikia.
Printzipioa da modu komunaren korrontea igarotzen denean, eraztun magnetikoko fluxu magnetikoak elkar gainjartzen direla, horrela induktantzia handia sortuz, eta horrek modu komunaren korrontea inhibitzen du, eta bi bobinak modu diferentzialaren korrontetik igarotzen direnean, eraztun magnetikoko fluxu magnetikoak elkar ezeztatzen duela, eta ia ez dago induktantziarik, beraz, modu diferentzialaren korrontea deuseztatu gabe pasa daiteke.
Beraz, modu komunaren induktoreak modu komunaren interferentzia-seinalea eraginkortasunez ezaba dezake linea orekatuan, baina ez du eraginik modu diferentzialaren seinalearen transmisio normalean.
Modu arrunteko induktoreek honako baldintza hauek bete behar dituzte fabrikatzerakoan:
(1) Bobinaren nukleoan bildutako hariak isolatuta egon behar dira, berehalako gaintentsioaren eraginez bobinaren bira artean zirkuitulaburrik ez gertatzeko;
(2) Bobina korronte handi berehalakotik igarotzen denean, nukleo magnetikoa ez da saturatuta egon behar;
(3) Bobinako nukleo magnetikoa bobinatik isolatuta egon behar da, berehalako gaintentsioaren eraginez bien arteko haustura saihesteko;
(4) Bobina ahalik eta geruza bakarrean bildu behar da, bobinaren kapazitantzia parasitoa murrizteko eta bobinak gaintentsio iragankorra transmititzeko duen gaitasuna hobetzeko.
Ohiko egoeretan, iragazkirako behar den maiztasun-banda aukeratzeari erreparatzen diogun bitartean, zenbat eta handiagoa izan modu komunaren inpedantzia, orduan eta hobeto, beraz, gailuaren datuak aztertu behar ditugu modu komunaren induktorea hautatzerakoan, batez ere inpedantzia-maiztasun-kurbaren arabera.
Gainera, hautatzerakoan, arreta jarri modu diferentzialaren inpedantziak seinalean duen eraginari, batez ere modu diferentzialaren inpedantziari arreta jarriz, batez ere abiadura handiko portuei erreparatuz.
3. Ale magnetikoa
Produktuen zirkuitu digitalen EMC diseinu prozesuan, askotan ale magnetikoak erabiltzen ditugu, ferrita materiala burdin-magnesio aleazioa edo burdin-nikel aleazioa izan daiteke, material honek iragazkortasun magnetiko handia du, maiztasun handiko kasuan bobinaren arteko induktorea izan daiteke eta erresistentzia handiko kapazitantzia minimoa sortzen du.
Ferrita materialak maiztasun altuetan erabili ohi dira, maiztasun baxuetan haien induktantzia ezaugarri nagusiek lineako galerak oso txikiak egiten dituztelako. Maiztasun altuetan, batez ere erreaktantzia ezaugarrien erlazioak dira eta maiztasunarekin aldatzen dira. Aplikazio praktikoetan, ferrita materialak irrati-maiztasuneko zirkuituetarako maiztasun handiko atenuatzaile gisa erabiltzen dira.
Izan ere, ferrita erresistentziaren eta induktantziaren paraleloaren baliokide hobea da, erresistentzia induktoreak zirkuitulabur egiten du maiztasun baxuan, eta induktorearen inpedantzia nahiko altua bihurtzen da maiztasun altuan, korronte guztia erresistentziatik igaro dadin.
Ferrita maiztasun handiko energia bero-energia bihurtzen duen gailu kontsumitzailea da, eta hori bere erresistentzia elektrikoaren ezaugarriek zehazten dute. Ferritazko ale magnetikoek ohiko induktoreek baino iragazketa-ezaugarri hobeak dituzte maiztasun handiko iragazketa-ezaugarrietan.
Ferrita erresistentea da maiztasun altuetan, kalitate-faktore oso baxua duen induktore baten baliokidea, beraz, inpedantzia handia mantendu dezake maiztasun-tarte zabal batean, eta horrela, maiztasun handiko iragazketa-eraginkortasuna hobetzen du.
Maiztasun baxuko bandan, inpedantzia induktantziaz osatuta dago. Maiztasun baxukoan, R oso txikia da, eta nukleoaren iragazkortasun magnetikoa handia da, beraz, induktantzia handia da. L-k paper garrantzitsua du, eta interferentzia elektromagnetikoa islapenaren bidez kentzen da. Eta une honetan, nukleo magnetikoaren galera txikia da, gailu osoa galera txikikoa da, induktorearen Q ezaugarri altuak dituenez, induktore honek erresonantzia erraz eragiten du, beraz, maiztasun baxuko bandan, batzuetan interferentzia areagotu daiteke ferritazko ale magnetikoak erabili ondoren.
Maiztasun handiko bandan, inpedantzia erresistentzia osagaiz osatuta dago. Maiztasuna handitzen den heinean, nukleo magnetikoaren iragazkortasuna gutxitzen da, eta ondorioz, induktantziaren induktantzia eta erreaktantzia induktiboaren osagaia gutxitzen dira.
Hala ere, une honetan, nukleo magnetikoaren galera handitzen da, erresistentzia osagaia handitzen da, eta ondorioz inpedantzia totala handitzen da, eta maiztasun handiko seinalea ferritatik igarotzen denean, interferentzia elektromagnetikoa xurgatu eta bero-xahutze moduan bihurtzen da.
Ferrita kentzeko osagaiak oso erabiliak dira zirkuitu inprimatuetan, energia-lineetan eta datu-lineetan. Adibidez, ferrita kentzeko elementu bat gehitzen zaio inprimatutako plakaren energia-kablearen sarrera-muturrean, maiztasun handiko interferentziak iragazteko.
Ferritazko eraztun magnetikoa edo ale magnetikoa bereziki erabiltzen da seinale-lineetan eta energia-lineetan maiztasun handiko interferentziak eta gailur-interferentziak kentzeko, eta deskarga elektrostatikoen pultsu-interferentziak xurgatzeko gaitasuna ere badu. Txip-ale magnetikoen edo txip-induktoreen erabilera batez ere aplikazio praktikoaren araberakoa da.
Txip-induktoreak zirkuitu erresonanteetan erabiltzen dira. EMI zarata beharrezkoa ez denean ezabatu behar denean, txip-ale magnetikoak erabiltzea da aukerarik onena.
Txip magnetikoen aleen eta txip indukzioen aplikazioa
Txip-induktoreak:Irrati-maiztasuneko (RF) eta haririk gabeko komunikazioak, informazio-teknologiako ekipoak, radar-detektagailuak, automobilgintzako elektronika, telefono mugikorrak, bilagailuak, audio-ekipoak, laguntzaile digital pertsonalak (PDA), haririk gabeko urrutiko aginte-sistemak eta tentsio baxuko elikatze-moduluak.
Txip magnetiko aleak:Erloju-sortzaile zirkuituak, zirkuitu analogiko eta digitalen arteko iragazketa, S/I sarrera/irteera barne konektoreak (serieko atakak, ataka paraleloak, teklatuak, saguak, distantzia luzeko telekomunikazioak, tokiko sareak), interferentziak jasaten dituzten RF zirkuituak eta gailu logikoak, elikatze-zirkuituetan, ordenagailuetan, inprimagailuetan, bideo-grabagailuetan (VCRS) maiztasun handiko interferentzia eroaleen iragazketa, telebista-sistemetan eta telefono mugikorretan EMI zarata kentzea.
Ale magnetikoaren unitatea ohmak dira, ale magnetikoaren unitatea nominala baita maiztasun jakin batean sortzen duen inpedantziaren arabera, eta inpedantziaren unitatea ere ohmak dira.
Ale magnetikoaren DATU-ORRIAK, oro har, kurbaren maiztasun eta inpedantzia ezaugarriak emango ditu, normalean 100MHz estandar gisa, adibidez, 100MHz-ko maiztasuna denean ale magnetikoaren inpedantzia 1000 ohm-ren baliokidea denean.
Iragazi nahi dugun maiztasun-bandarentzat, zenbat eta handiagoa izan ale magnetikoaren inpedantzia, orduan eta hobeto aukeratu behar dugu, normalean 600 ohm-ko inpedantzia edo gehiago aukeratu.
Gainera, ale magnetikoak hautatzerakoan, ale magnetikoen fluxuari erreparatu behar zaio, normalean % 80 murriztu behar baita, eta DC inpedantziak tentsio-jaitsieran duen eragina kontuan hartu behar da potentzia-zirkuituetan erabiltzean.
Argitaratze data: 2023ko uztailak 24
