balita

Usa ka komon nga sitwasyon: Ang usa ka inhenyero sa disenyo nagsal-ot sa usa ka ferrite bead ngadto sa usa ka sirkito nga nakasinati og mga problema sa EMC, aron lamang mahibal-an nga ang bead sa pagkatinuod naghimo sa dili gusto nga kasaba nga mas grabe. Sa unsang paagi kini?
Ang tubag niini nga pangutana kay yano ra, apan dili kini masabtan sa kadaghanan gawas niadtong mogugol sa kadaghanan sa panahon sa pagsulbad sa mga problema sa EMI. Sa yanong pagkasulti, ang ferrite beads dili ferrite beads, dili ferrite beads, ug uban pa. usa ka lamesa nga naglista sa ilang bahin nga numero, impedance sa pipila ka gihatag nga frequency (kasagaran 100 MHz), DC resistensya (DCR), maximum rated kasamtangan ug pipila ka mga sukod Impormasyon (tan-awa ang Table 1). Ang tanan halos standard.Unsa ang wala gipakita sa data sheet mao ang materyal nga impormasyon ug ang katugbang frequency performance kinaiya.
Ang ferrite beads kay usa ka passive device nga makatangtang sa noise energy gikan sa circuit sa porma sa heat.Magnetic beads makamugna og impedance sa lapad nga frequency range, sa ingon mawagtang ang tanan o bahin sa dili gusto nga enerhiya sa kasaba niini nga frequency range.Alang sa DC boltahe nga mga aplikasyon ( sama sa linya sa Vcc sa usa ka IC), tilinguhaon nga adunay ubos nga bili sa pagsukol sa DC aron malikayan ang dako nga pagkawala sa kuryente sa gikinahanglan nga signal ug/o boltahe o kasamtangan nga tinubdan (I2 x DCR nga pagkawala). taas nga impedance sa pipila ka gihubit nga frequency ranges.Busa, ang impedance may kalabutan sa materyal nga gigamit (permeability), ang gidak-on sa ferrite bead, ang gidaghanon sa windings, ug ang winding structure.Dayag, sa usa ka gihatag nga housing gidak-on ug piho nga materyal nga gigamit , ang mas daghan nga windings, mas taas ang impedance, apan ingon nga ang pisikal nga gitas-on sa internal nga coil mas taas, kini usab magpatunghag mas taas nga DC resistance.
Usa sa mga batakang aspeto sa paggamit sa ferrite beads sa mga aplikasyon sa EMI mao nga ang component kinahanglan anaa sa resistance phase.Unsa ang gipasabut niini?Sa yanong pagkasulti, kini nagpasabot nga ang "R" (AC resistance) kinahanglan nga mas dako kay sa "XL" (inductive reactance).Sa mga frequency diin XL> R (ubos nga frequency), ang component mas sama sa usa ka inductor kay sa usa ka resistor.Sa frequency sa R> XL, ang bahin naggawi ingon nga usa ka resistor, nga mao ang usa ka gikinahanglan nga kinaiya sa ferrite beads. frequency diin ang "R" nahimong mas dako kay sa "XL" gitawag nga "crossover" frequency. Kini gipakita sa Figure 1, diin ang crossover frequency mao ang 30 MHz niini nga pananglitan ug gimarkahan sa usa ka pula nga pana.
Ang laing paagi sa pagtan-aw niini mao ang kung unsa ang tinuod nga gihimo sa component sa panahon sa inductance ug resistance nga mga hugna niini. Sama sa ubang mga aplikasyon diin ang impedance sa inductor dili motakdo, ang bahin sa umaabot nga signal gipakita balik sa tinubdan. paghatag og pipila ka panalipod alang sa mga sensitibo nga ekipo sa pikas nga bahin sa ferrite bead, apan kini usab nagpaila sa "L" ngadto sa sirkito, nga mahimong hinungdan sa resonance ug oscillation (ring). sa enerhiya sa kasaba makita ug ang bahin sa kusog sa kasaba moagi, depende sa mga kantidad sa inductance ug impedance.
Sa diha nga ang ferrite bead anaa sa iyang resistive phase, ang component naggawi sama sa usa ka resistor, mao nga kini nagbabag sa enerhiya sa kasaba ug mosuhop sa enerhiya gikan sa sirkito, ug mosuhop niini sa porma sa kainit. parehas nga proseso, linya sa produksiyon ug teknolohiya, makinarya, ug pipila sa parehas nga sangkap nga mga materyales, ang ferrite beads naggamit mga lossy ferrite nga materyales, samtang ang mga inductors naggamit sa ubos nga pagkawala sa puthaw nga Oxygen nga materyal. Kini gipakita sa kurba sa Figure 2.
Ang numero nagpakita [μ''], nga nagpakita sa kinaiya sa lossy ferrite bead nga materyal.
Ang kamatuoran nga ang impedance gihatag sa 100 MHz kabahin usab sa problema sa pagpili.Sa daghang mga kaso sa EMI, ang impedance niini nga frequency walay kalabutan ug nagpahisalaag.Ang bili niini nga "punto" wala magpakita kung ang impedance nagdugang, mikunhod , mahimong patag, ug ang impedance moabot sa kinapungkayan nga bili niini nga frequency, ug kon ang materyal anaa pa sa iyang inductance phase o nausab ngadto sa iyang resistance phase.Sa pagkatinuod, daghang ferrite bead suppliers ang naggamit sa daghang mga materyales alang sa sama nga ferrite bead, o labing menos sama sa gipakita sa data sheet.Tan-awa ang Figure 3. Ang tanan nga 5 nga mga kurba niini nga numero alang sa lainlaing 120 ohm ferrite beads.
Unya, ang kinahanglan makuha sa user mao ang impedance curve nga nagpakita sa frequency nga mga kinaiya sa ferrite bead. Usa ka pananglitan sa usa ka tipikal nga impedance curve gipakita sa Figure 4.
Ang Figure 4 nagpakita sa usa ka importante kaayo nga kamatuoran.Kini nga bahin gitudlo ingon nga usa ka 50 ohm ferrite bead nga adunay frequency nga 100 MHz, apan ang crossover frequency niini mga 500 MHz, ug kini nakab-ot labaw pa sa 300 ohms tali sa 1 ug 2.5 GHz. Usab, lang Ang pagtan-aw sa data sheet dili magpahibalo sa tiggamit niini ug mahimong makapahisalaag.
Sama sa gipakita sa numero, ang mga kabtangan sa mga materyales managlahi.Adunay daghang mga variant sa ferrite nga gigamit sa paghimo sa ferrite beads.Ang ubang mga materyales mao ang taas nga pagkawala, broadband, taas nga frequency, ubos nga insertion pagkawala ug uban pa. Figure 5 nagpakita sa kinatibuk-ang grupo sa frequency ug impedance sa aplikasyon.
Ang laing komon nga problema mao nga ang mga tigdesinyo sa circuit board usahay limitado sa pagpili sa ferrite beads sa ilang aprobahan nga component database.Kung ang kompanya adunay pipila lamang nga ferrite beads nga gi-aprobahan alang sa paggamit sa ubang mga produkto ug giisip nga makatagbaw, sa daghang mga kaso, dili kinahanglan ang pagtimbang-timbang ug pag-apruba sa ubang mga materyales ug mga numero sa bahin.Sa bag-ohay nga nangagi, kini balik-balik nga misangpot sa pipila ka makapasamot nga mga epekto sa orihinal nga problema sa kasaba sa EMI nga gihulagway sa ibabaw.Ang kanhi epektibo nga pamaagi mahimong magamit sa sunod nga proyekto, o kini Mahimong dili epektibo. Dili nimo mahimo nga sundon ang solusyon sa EMI sa miaging proyekto, labi na kung ang kasubsob sa gikinahanglan nga signal nagbag-o o ang kasubsob sa potensyal nga nagdan-ag nga mga sangkap sama sa pagbag-o sa kagamitan sa orasan.
Kung imong tan-awon ang duha ka kurba sa impedance sa Figure 6, mahimo nimong itandi ang materyal nga mga epekto sa duha nga parehas nga gitudlo nga mga bahin.
Alang niining duha ka mga sangkap, ang impedance sa 100 MHz mao ang 120 ohms. Alang sa bahin sa wala, gamit ang "B" nga materyal, ang maximum nga impedance mao ang mahitungod sa 150 ohms, ug kini matuman sa 400 MHz. Alang sa bahin sa tuo , gamit ang "D" nga materyal, ang pinakataas nga impedance mao ang 700 ohms, nga nakab-ot sa gibana-bana nga 700 MHz.Apan ang pinakadako nga kalainan mao ang frequency sa crossover. , samtang ang taas kaayo nga frequency nga "D" nga materyal nagpabilin nga inductive sa palibot sa 400 MHz. Unsa nga bahin ang husto nga gamiton?Kini nagdepende sa matag indibidwal nga aplikasyon.
Ang Figure 7 nagpakita sa tanan nga komon nga mga problema nga mahitabo sa diha nga ang sayop nga ferrite beads gipili sa pagsumpo sa EMI.Ang unfiltered signal nagpakita 474.5 mV undershoot sa usa ka 3.5V, 1 uS pulso.
Sa resulta sa paggamit sa usa ka high-loss type nga materyal (center plot), ang undershoot sa pagsukod nagdugang tungod sa mas taas nga crossover frequency sa bahin.Ang signal undershoot misaka gikan sa 474.5 mV ngadto sa 749.8 mV.Ang Super High Loss nga materyal adunay usa ka ubos nga crossover frequency ug maayo nga performance. Kini ang husto nga materyal nga gamiton niini nga aplikasyon (larawan sa tuo).Ang undershoot nga naggamit niini nga bahin gikunhoran ngadto sa 156.3 mV.
Samtang ang direkta nga kasamtangan pinaagi sa mga beads nagdugang, ang kinauyokan nga materyal nagsugod sa saturate.Alang sa mga inductors, kini gitawag nga saturation kasamtangan ug gipiho ingon nga usa ka porsyento nga drop sa inductance bili. epekto sa saturation makita diha sa pagkunhod sa impedance bili uban sa frequency.Kini nga drop sa impedance pagpakunhod sa pagka-epektibo sa ferrite beads ug sa ilang abilidad sa pagwagtang sa EMI (AC) kasaba. Figure 8 nagpakita sa usa ka set sa tipikal nga DC bias curves alang sa ferrite beads.
Niini nga numero, ang ferrite bead gi-rate sa 100 ohms sa 100 MHz. Kini ang tipikal nga gisukod nga impedance kung ang bahin walay DC nga kasamtangan. Apan, kini makita nga sa higayon nga ang usa ka DC kasamtangan nga gigamit (pananglitan, alang sa IC VCC input), ang epektibo nga impedance mikunhod pag-ayo. Sa ibabaw nga kurba, alang sa usa ka 1.0 A nga kasamtangan, ang epektibo nga impedance mausab gikan sa 100 ohms ngadto sa 20 ohms.100 MHz.Tingali dili kaayo kritikal, apan usa ka butang nga ang design engineer kinahanglan nga pagtagad sa.Sama, pinaagi sa paggamit lamang sa electrical kinaiya data sa component sa data sheet sa supplier, ang user dili makahibalo niining DC bias phenomenon.
Sama sa high-frequency RF inductors, ang winding direksyon sa inner coil sa ferrite bead adunay dako nga impluwensya sa frequency nga mga kinaiya sa bead.Winding direksyon dili lamang makaapekto sa relasyon tali sa impedance ug frequency nga lebel, apan usab sa pagbag-o sa frequency tubag. Sa Figure 9, duha ka 1000 ohm ferrite beads ang gipakita nga adunay parehas nga gidak-on sa pabalay ug parehas nga materyal, apan adunay duha ka lainlaing mga pagsumpo sa winding.
Ang mga coils sa wala nga bahin gisamad sa bertikal nga eroplano ug gipatong sa pinahigda nga direksyon, nga nagpatunghag mas taas nga impedance ug mas taas nga frequency nga tubag kay sa bahin sa tuo nga kilid nga samad sa pinahigda nga eroplano ug gipatong sa bertikal nga direksyon. ngadto sa ubos nga capacitive reactance (XC) nga nalangkit sa pagkunhod sa parasitic capacitance tali sa end terminal ug sa internal coil.Usa ka ubos nga XC og mas taas nga frequency sa self-resonance, ug dayon tugotan ang impedance sa ferrite bead nga magpadayon sa pagdugang hangtud nga kini nakaabot sa mas taas nga frequency sa self-resonance, nga mas taas kay sa standard structure sa ferrite bead Ang impedance value.Ang mga kurba sa labaw sa duha ka 1000 ohm ferrite beads gipakita sa Figure 10.
Aron mapakita pa ang mga epekto sa husto ug sayop nga pagpili sa ferrite bead, gigamit namo ang usa ka simple nga test circuit ug test board aron ipakita ang kadaghanan sa sulod nga gihisgutan sa ibabaw. "A", "B" ug "C", nga nahimutang sa gilay-on gikan sa transmitter output (TX) device.
Ang integridad sa signal gisukod sa output nga bahin sa ferrite beads sa matag usa sa tulo ka posisyon, ug gisubli sa duha ka ferrite beads nga gama sa lain-laing mga materyales. Ang unang materyal, usa ka low-frequency lossy "S" nga materyal, gisulayan sa mga punto "A", "B" ug "C". Sunod, usa ka mas taas nga frequency nga "D" nga materyal ang gigamit. Ang point-to-point nga mga resulta gamit kining duha ka ferrite beads gipakita sa Figure 12.
Ang "pinaagi" nga wala ma-filter nga signal gipakita sa tunga nga laray, nga nagpakita sa pipila ka mga overshoot ug undershoot sa pagtaas ug pagkahulog nga mga ngilit, matag usa. Makita nga ang paggamit sa husto nga materyal alang sa mga kondisyon sa pagsulay sa ibabaw, ang ubos nga frequency lossy nga materyal nagpakita sa maayo nga overshoot ug undershoot signal improvement sa pagtaas ug pagkahulog nga mga ngilit.Kini nga mga resulta gipakita sa ibabaw nga laray sa Figure 12.Ang resulta sa paggamit sa high-frequency nga mga materyales mahimong hinungdan sa pag-ring, nga nagpadako sa matag lebel ug nagdugang sa panahon sa pagkawalay kalig-on.Kini nga mga resulta sa pagsulay mao ang gipakita sa ubos nga laray.
Kung gitan-aw ang pag-uswag sa EMI nga adunay frequency sa girekomenda nga taas nga bahin (Figure 12) sa pinahigda nga pag-scan nga gipakita sa Figure 13, makita nga alang sa tanan nga mga frequency, kini nga bahin hinungdanon nga nakunhuran ang mga spike sa EMI ug gipamubu ang kinatibuk-ang lebel sa kasaba sa 30 sa gibana-bana Sa 350 MHz range, ang madawat nga lebel mas ubos sa limitasyon sa EMI nga gipasiugda sa pula nga linya. Kini ang kinatibuk-ang regulasyon nga sumbanan alang sa mga kagamitan sa Class B (FCC Part 15 sa Estados Unidos). Ang "S" nga materyal adunay limitado nga epekto sa orihinal, wala nasala nga lebel sa kasaba sa EMI, apan kini makapakunhod sa usa ka mayor nga spike sa 750 MHz sa mga 6 dB. hunahunaa ang paggamit sa mas taas nga frequency ferrite nga mga materyales kansang maximum impedance mas taas sa spectrum.
Siyempre, ang tanan nga pag-ring (sama sa gipakita sa ubos nga kurba sa Figure 12) kasagarang malikayan pinaagi sa aktwal nga performance testing ug/o simulation software, apan gilauman nga kini nga artikulo magtugot sa mga magbabasa sa paglaktaw sa daghang kasagarang mga sayop ug pagpakunhod sa panginahanglan sa pilia ang husto nga ferrite bead Time, ug paghatag og mas "edukado" nga punto sa pagsugod kung gikinahanglan ang ferrite beads aron makatabang sa pagsulbad sa mga problema sa EMI.
Sa katapusan, labing maayo nga aprobahan ang usa ka serye o serye sa ferrite beads, dili lamang usa ka bahin nga numero, alang sa dugang nga mga pagpili ug pagka-flexible sa disenyo.Angay nga matikdan nga ang lain-laing mga suppliers naggamit sa lain-laing mga materyales, ug ang frequency performance sa matag supplier kinahanglan nga repasohon. , ilabi na kung daghang mga gipamalit ang gihimo alang sa parehas nga proyekto.Kini usa ka gamay nga dali nga buhaton kini sa unang higayon, apan sa higayon nga ang mga bahin masulod sa component database ubos sa usa ka control number, mahimo na kining gamiton bisan asa. Ang importante nga butang mao nga ang frequency performance sa mga bahin gikan sa lain-laing mga suppliers kaayo susama sa pagwagtang sa posibilidad sa ubang mga aplikasyon sa umaabot Ang problema nahitabo. Kini usab makasiguro nga ang husto nga ferrite beads gigamit aron masulbad ang imong problema sa EMI.
Si Chris Burket nagtrabaho sa TDK sukad sa 1995 ug karon usa ka senior application engineer, nga nagsuporta sa usa ka dako nga gidaghanon sa mga passive components.Siya nalambigit sa disenyo sa produkto, teknikal nga pagbaligya ug marketing.Mr. Ang Burket nagsulat ug nagpatik sa mga teknikal nga papel sa daghang mga forum.Mr. Nakakuha si Burket og tulo ka patente sa US sa optical/mechanical switch ug capacitor.
Ang In Compliance mao ang nag-unang tinubdan sa mga balita, impormasyon, edukasyon ug inspirasyon alang sa mga propesyonal sa electrical ug electronic engineering.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Education Energy ug Power Industry Information Technology Medical Military ug National Defense