balita

Sa atong sulundon nga kalibutan, ang kaluwasan, kalidad ug pasundayag mao ang pinakaimportante.Sa daghang mga kaso, bisan pa, ang gasto sa katapusan nga sangkap, lakip ang ferrite, nahimo nga hinungdan nga hinungdan.Kini nga artikulo gituyo aron matabangan ang mga inhenyero sa disenyo nga makit-an ang mga alternatibong materyales sa ferrite aron makunhuran gasto.
Ang gitinguha nga intrinsic nga materyal nga mga kabtangan ug kinauyokan nga geometry gitino sa matag piho nga aplikasyon. Ang mga kinaiyanhon nga kabtangan nga nagdumala sa pasundayag sa ubos nga lebel sa signal nga mga aplikasyon mao ang pagkamatuhup (ilabi na ang temperatura), ubos nga pagkawala sa kinauyokan, ug maayo nga magnetic stability sa paglabay sa panahon ug temperatura. Ang mga aplikasyon naglakip sa high-Q inductors, common mode inductors, broadband, matched ug pulse transformers, radio antenna elements, ug active and passive repeaters.For power applications, high flux density and low losses at operating frequency and temperature are desirable characters.Applications naglakip sa switch-mode power supply alang sa pag-charge sa baterya sa electric vehicle, magnetic amplifier, DC-DC converter, power filter, ignition coils, ug mga transformer.
Ang intrinsic nga kabtangan nga adunay pinakadako nga epekto sa humok nga ferrite nga performance sa mga aplikasyon sa pagsumpo mao ang komplikado nga pagkamatuhup [1], nga proporsyonal sa impedance sa kinauyokan. Adunay tulo ka mga paagi sa paggamit sa ferrite isip usa ka suppressor sa dili gusto nga mga signal (gipahigayon o radiated ).Ang una, ug dili kaayo komon, mao ang usa ka praktikal nga taming, diin ang mga ferrite gigamit sa paglain sa mga konduktor, mga sangkap o mga sirkito gikan sa nagdan-ag nga nahisalaag nga electromagnetic field environment. filter, ie inductance - capacitive sa ubos nga frequency ug dissipation sa taas nga frequency.Ang ikatulo ug labing komon nga paggamit mao ang sa diha nga ferrite cores gigamit nga nag-inusara alang sa component lead o board-level circuits.Sa niini nga aplikasyon, ang ferrite core magpugong sa bisan unsa nga parasitic oscillations ug / o attenuates sa dili gusto nga signal pickup o transmission nga mahimong mokaylap sa mga component lead o interconnects, mga pagsubay o cables.Sa ikaduha ug ikatulo nga aplikasyon, ferrite cores pagsumpo gipahigayon EMI pinaagi sa pagwagtang o sa hilabihan nga pagkunhod sa high frequency sulog nga gikuha sa EMI tinubdan.Ang pagpaila sa ferrite naghatag og taas nga igo nga frequency impedance aron sumpuon ang taas nga frequency nga mga sulog.Sa teorya, ang usa ka sulundon nga ferrite maghatag taas nga impedance sa mga frequency sa EMI ug zero impedance sa tanan nga uban nga mga frequency.Sa epekto, ang ferrite suppressor cores naghatag sa frequency-dependent nga impedance.Sa mga frequency nga ubos sa 1 MHz, ang maximum impedance mahimong makuha tali sa 10 MHz ug 500 MHz depende sa ferrite nga materyal.
Tungod kay kini nahiuyon sa mga prinsipyo sa electrical engineering, diin ang AC boltahe ug kasamtangan girepresentahan sa mga komplikadong mga parameter, ang pagkamatuhup sa usa ka materyal mahimong ipahayag ingon nga usa ka komplikado nga parameter nga naglangkob sa tinuod ug hinanduraw nga mga bahin. Kini gipakita sa taas nga mga frequency, diin ang permeability nabahin ngadto sa duha ka mga component.Ang tinuod nga bahin (μ') nagrepresentar sa reaktibo nga bahin, nga anaa sa hugna uban sa alternating magnetic field [2], samtang ang hinanduraw nga bahin (μ") nagrepresentar sa mga pagkawala, nga wala sa bahin sa alternating magnetic field.Kini mahimong ipahayag ingon nga serye nga mga sangkap (μs'μs") o sa parallel nga sangkap (µp'µp").Ang mga graph sa Figures 1, 2, ug 3 nagpakita sa serye nga mga sangkap sa komplikado nga inisyal nga permeability isip usa ka function sa frequency alang sa tulo ka ferrite nga mga materyales.Ang tipo sa materyal nga 73 usa ka manganese-zinc ferrite, ang inisyal nga magnetic Ang conductivity mao ang 2500. Ang tipo sa materyal nga 43 usa ka nickel zinc ferrite nga adunay inisyal nga permeability sa 850. Ang tipo sa materyal nga 61 usa ka nickel zinc ferrite nga adunay inisyal nga permeability sa 125.
Ang pag-focus sa serye nga bahin sa Type 61 nga materyal sa Figure 3, atong makita nga ang tinuod nga bahin sa permeability, μs ', nagpabilin nga makanunayon sa nagkadaghang frequency hangtud nga ang usa ka kritikal nga frequency maabot, ug dayon mikunhod pag-ayo. Ang pagkawala o μs "mosaka ug dayon mosaka samtang ang μs' nahulog.Kini nga pagkunhod sa μs' tungod sa pagsugod sa ferrimagnetic resonance.[3] Kini kinahanglan nga matikdan nga ang mas taas nga ang pagkamatuhup, ang mas Ang ubos nga frequency.Kini nga inverse nga relasyon unang naobserbahan ni Snoek ug naghatag sa mosunod nga pormula:
diin: ƒres = μs” frequency sa maximum γ = gyromagnetic ratio = 0.22 x 106 A-1 m μi = inisyal nga permeability Msat = 250-350 Am-1
Tungod kay ang mga ferrite core nga gigamit sa ubos nga lebel sa signal ug mga aplikasyon sa kuryente nagpunting sa magnetic nga mga parameter ubos niini nga frequency, ang mga tiggama sa ferrite panagsa ra nga mag-publish sa permeability ug / o pagkawala sa datos sa mas taas nga mga frequency.Apan, ang mas taas nga frequency data gikinahanglan sa dihang nagtino sa ferrite cores alang sa EMI suppression.
Ang kinaiya nga gitino sa kadaghanan sa mga tiggama sa ferrite alang sa mga sangkap nga gigamit alang sa pagsumpo sa EMI mao ang impedance. impedance vector.Samtang kini nga impormasyon bililhon, kini sa kasagaran dili igo, ilabi na sa pag-modelo sa sirkito nga performance sa ferrites.Aron makab-ot kini, ang impedance nga bili ug anggulo sa bahin sa component, o ang komplikado nga pagkamatuhup sa piho nga materyal, kinahanglan nga anaa.
Apan bisan sa wala pa magsugod sa pag-modelo sa paghimo sa mga sangkap sa ferrite sa usa ka sirkito, ang mga tigdesinyo kinahanglan mahibal-an ang mga musunud:
diin μ'= tinuod nga bahin sa komplikadong permeability μ”= hinanduraw nga bahin sa komplikadong permeability j = hinanduraw nga vector sa unit Lo= air core inductance
Ang impedance sa puthaw nga kinauyokan gikonsiderar usab nga serye nga kombinasyon sa inductive reactance (XL) ug ang loss resistance (Rs), nga pareho niini nagdepende sa frequency.A lossless core adunay impedance nga gihatag sa reactance:
diin: Rs = total series resistance = Rm + Re Rm = katumbas nga series resistance tungod sa magnetic losses Re = katumbas nga series resistance para sa copper loss
Sa mubu nga mga frequency, ang impedance sa component mao ang una nga inductive.Samtang ang frequency nagdugang, ang inductance mikunhod samtang ang mga pagkawala sa pagtaas ug ang kinatibuk-ang impedance pagtaas. .
Unya ang inductive reactance katimbang sa tinuod nga bahin sa komplikado nga pagkamatuhup, ni Lo, ang air-core inductance:
Ang resistensya sa pagkawala parehas usab sa hinanduraw nga bahin sa komplikado nga pagkamatuhup sa parehas nga kanunay:
Sa Equation 9, ang kinauyokan nga materyal gihatag sa µs 'ug µs", ug ang kinauyokan nga geometry gihatag ni Lo.Busa, human mahibal-an ang komplikadong permeability sa lain-laing mga ferrite, ang pagtandi mahimo aron makuha ang labing angay nga materyal sa gusto. frequency o frequency range.Human sa pagpili sa labing maayo nga materyal, kini ang panahon sa pagpili sa labing maayo nga gidak-on components.Ang vector representasyon sa komplikado pagkamatuhup ug impedance gipakita sa Figure 5.
Ang pagtandi sa kinauyokan nga mga porma ug kinauyokan nga mga materyales alang sa impedance optimization mao ang prangka kon ang tiggama naghatag og usa ka graph sa komplikadong permeability kumpara sa frequency alang sa ferrite nga mga materyales nga girekomendar alang sa mga aplikasyon sa pagsumpo. Ikasubo, kini nga impormasyon panagsa ra magamit.Apan, kadaghanan sa mga tiggama naghatag og inisyal nga permeability ug pagkawala kontra frequency curves.Gikan niini nga datos ang usa ka pagtandi sa mga materyales nga gigamit sa pag-optimize sa core impedance mahimong makuha.
Naghisgot sa Figure 6, ang inisyal nga permeability ug dissipation factor [4] sa Fair-Rite 73 nga materyal kumpara sa frequency, nga nagtuo nga ang tigdesinyo gusto nga mogarantiya sa usa ka maximum impedance tali sa 100 ug 900 kHz.73 nga mga materyales ang gipili. Alang sa mga katuyoan sa pagmodelo, ang tigdesinyo usab kinahanglan nga masabtan ang reaktibo ug resistive nga mga bahin sa impedance vector sa 100 kHz (105 Hz) ug 900 kHz. Kini nga impormasyon mahimong makuha gikan sa mosunod nga tsart:
Sa 100kHz μs ' = μi = 2500 ug (Tan δ / μi) = 7 x 10-6 tungod kay Tan δ = μs ”/ μs' unya μs” = (Tan δ / μi) x (μi) 2 = 43.8
Kinahanglan nga matikdan nga, sama sa gipaabut, ang μ" nagdugang gamay kaayo sa kinatibuk-ang permeability vector sa kini nga ubos nga frequency.Ang impedance sa kinauyokan kasagaran inductive.
Nahibal-an sa mga tigdesinyo nga ang kinauyokan kinahanglang modawat sa #22 nga wire ug mohaum sa usa ka 10 mm x 5 mm nga luna. Ang sulod nga diametro ipiho nga 0.8 mm. 10 mm ug taas nga 5 mm:
Z= ωLo (2500.38) = (6.28 x 105) x .0461 x log10 (5/.8) x 10 x (2500.38) x 10-8= 5.76 ohms sa 100 kHz
Sa kini nga kaso, sama sa kadaghanan sa mga kaso, ang labing taas nga impedance makab-ot pinaagi sa paggamit sa usa ka gamay nga OD nga adunay mas taas nga gitas-on. Kung ang ID mas dako, pananglitan 4mm, ug vice versa.
Ang sama nga pamaagi mahimong magamit kung ang mga laraw sa impedance matag yunit Lo ug anggulo sa hugna kumpara sa frequency gihatag. Ang mga numero 9, 10 ug 11 nagrepresentar sa ingon nga mga kurba alang sa parehas nga tulo nga mga materyales nga gigamit dinhi.
Gusto sa mga tigdesinyo nga garantiya ang labing kataas nga impedance sa 25 MHz hangtod sa 100 MHz frequency range. Ang magamit nga board space pag-usab 10mm x 5mm ug ang kinauyokan kinahanglan nga modawat sa #22 awg wire. Naghisgot sa Figure 7 alang sa unit impedance Lo sa tulo nga mga materyales nga ferrite, o Figure 8 alang sa komplikado nga pagkamatuhup sa parehas nga tulo ka mga materyales, pilia ang 850 μi nga materyal.[5]Gamit ang graph sa Figure 9, ang Z/Lo sa medium permeability nga materyal kay 350 x 108 ohm/H sa 25 MHz. Pagsulbad sa gibanabana nga impedance:
Ang nag-una nga diskusyon nagtuo nga ang kinauyokan sa pagpili mao ang cylindrical. Kung ang ferrite cores gigamit alang sa flat ribbon cables, bundled cables, o perforated plates, ang kalkulasyon sa Lo mahimong mas lisud, ug igo nga tukma nga core path length ug epektibo nga mga numero sa lugar kinahanglan nga makuha. sa pagkalkulo sa hangin core inductance .Kini mahimo pinaagi sa mathematically paghiwa sa kinauyokan ug pagdugang sa kalkulado nga gitas-on sa dalan ug magnetic nga dapit alang sa matag slice.Sa tanan nga mga kaso, bisan pa niana, ang pagtaas o pagkunhod sa impedance mahimong proporsyonal sa pagtaas o pagkunhod sa ang gitas-on/gitas-on sa ferrite core.[6]
Sama sa gihisgutan, kadaghanan sa mga tiggama nagtino sa mga cores alang sa mga aplikasyon sa EMI sa mga termino sa impedance, apan ang katapusan nga tiggamit kasagaran kinahanglan nga mahibal-an ang attenuation.Ang relasyon nga anaa tali niining duha ka mga parameter mao ang:
Kini nga relasyon nagdepende sa impedance sa tinubdan nga nagmugna sa kasaba ug ang impedance sa load nga nakadawat sa kasaba.Kini nga mga bili kasagaran komplikado nga mga numero, kansang range mahimong walay kinutuban, ug dili dali nga magamit sa tigdesinyo. 1 ohm alang sa load ug source impedances, nga mahimong mahitabo sa diha nga ang tinubdan mao ang switch mode power supply ug load sa daghang mga ubos nga impedance circuits, gipasimple ang mga equation ug nagtugot sa pagtandi sa attenuation sa ferrite cores.
Ang graph sa Figure 12 usa ka hugpong sa mga kurba nga nagpakita sa relasyon tali sa shield bead impedance ug attenuation alang sa daghang komon nga mga bili sa load plus generator impedance.
Ang Figure 13 usa ka katumbas nga sirkito sa usa ka tinubdan sa interference nga adunay internal nga pagsukol sa Zs.Ang interference signal gihimo sa serye nga impedance Zsc sa suppressor core ug ang load impedance ZL.
Ang mga numero 14 ug 15 mao ang mga graph sa impedance kumpara sa temperatura alang sa parehas nga tulo nga ferrite nga materyales. Ang labing lig-on niini nga mga materyales mao ang 61 nga materyal nga adunay 8% nga pagkunhod sa impedance sa 100º C ug 100 MHz. Sa kasukwahi, ang 43 nga materyal nagpakita sa usa ka 25 % drop sa impedance sa sama nga frequency ug temperatura.Kini nga mga kurba, kon gihatag, mahimong gamiton sa pag-adjust sa espesipikong lawak temperatura impedance kon attenuation sa taas nga temperatura gikinahanglan.
Sama sa temperatura, ang DC ug 50 o 60 Hz nga mga sulog sa suplay makaapekto usab sa parehas nga kinaiyanhon nga mga kabtangan sa ferrite, nga sa baylo moresulta sa ubos nga core impedance. Ang mga numero 16, 17 ug 18 mga tipikal nga kurba nga naghulagway sa epekto sa bias sa impedance sa usa ka ferrite nga materyal .Kini nga kurba naghulagway sa impedance degradation isip usa ka function sa field strength alang sa usa ka partikular nga materyal isip usa ka function sa frequency.Kini kinahanglan nga matikdan nga ang epekto sa bias mikunhod samtang ang frequency nagdugang.
Tungod kay kini nga datos gihugpong, ang Fair-Rite Products nagpaila sa duha ka bag-ong mga materyales. Ang among 44 usa ka nickel-zinc medium permeability nga materyal ug ang among 31 usa ka manganese-zinc high permeability nga materyal.
Ang Figure 19 usa ka laraw sa impedance kumpara sa frequency alang sa mga lubid nga parehas ang gidak-on sa 31, 73, 44 ug 43 nga mga materyales. Ang 44 nga materyal usa ka gipaayo nga 43 nga materyal nga adunay mas taas nga resistivity sa DC, 109 ohm cm, mas maayo nga thermal shock properties, temperatura nga kalig-on ug mas taas nga temperatura sa Curie (Tc). Ang 44 nga materyal adunay gamay nga mas taas nga impedance kumpara sa frequency nga mga kinaiya kon itandi sa atong 43 nga materyal. Ang stationary nga materyal nga 31 nagpakita sa usa ka mas taas nga impedance kay sa 43 o 44 sa tibuok nga sukod sa frequency range. Ang 31 gidisenyo aron sa paghupay sa dimensional resonance nga problema nga makaapekto sa ubos nga frequency suppression performance sa mas dako nga manganese-zinc cores ug malampuson nga gigamit sa cable connector suppression cores ug dako nga toroidal cores. Figure 20 mao ang usa ka plot sa impedance versus frequency alang sa 43, 31, ug 73 nga mga materyales alang sa Fair -Rite cores nga adunay 0.562″ OD, 0.250 ID, ug 1.125 HT.Kung itandi ang Figure 19 ug Figure 20, kinahanglan nga matikdan nga alang sa Alang sa gagmay nga mga cores, alang sa mga frequency hangtod sa 25 MHz, 73 nga materyal ang labing kaayo nga materyal nga suppressor.Bisan pa, samtang nagdugang ang core cross section, ang labing kadaghan nga frequency mikunhod.Ingon sa gipakita sa datos sa Figure 20, 73 ang pinakamaayo Ang pinakataas nga frequency mao ang 8 MHz.Angayan usab nga matikdan nga ang 31 nga materyal maayo nga nahimo sa frequency range gikan sa 8 MHz hangtod 300 MHz.Bisan pa, ingon usa ka manganese zinc ferrite, ang materyal nga 31 adunay labi ka ubos nga resistensya sa volume nga 102 ohms -cm, ug daghang mga pagbag-o sa impedance nga adunay grabe nga pagbag-o sa temperatura.
Glossary Air Core Inductance – Lo (H) Ang inductance nga masukod kung ang core adunay uniporme nga permeability ug ang flux distribution nagpabilin nga makanunayon. Kinatibuk-ang pormula Lo= 4π N2 10-9 (H) C1 Ring Lo = .0461 N2 log10 (OD /ID) Ht 10-8 (H) Mga dimensyon sa mm
Attenuation - A (dB) Ang pagkunhod sa signal amplitude sa transmission gikan sa usa ka punto ngadto sa lain.Kini usa ka scalar ratio sa input amplitude ngadto sa output amplitude, sa decibels.
Core Constant – C1 (cm-1) Ang sumada sa mga gitas-on sa magnetic path sa matag seksyon sa magnetic circuit nga gibahin sa katugbang nga magnetic region sa parehas nga seksyon.
Core Constant – C2 (cm-3) Ang sumada sa magnetic circuit nga gitas-on sa matag seksyon sa magnetic circuit nga gibahin sa square sa katugbang nga magnetic domain sa parehas nga seksyon.
Ang epektibo nga mga sukod sa magnetic path area Ae (cm2), ang path length le (cm) ug ang volume Ve (cm3) Alang sa gihatag nga core geometry, gituohan nga ang magnetic path length, cross-sectional area, ug volume sa ang toroidal core adunay parehas nga materyal nga mga kabtangan sama sa Ang materyal kinahanglan adunay magnetic nga mga kabtangan nga katumbas sa gihatag nga kinauyokan.
Field Strength – H (Oersted) Usa ka parametro nga nagpaila sa kadako sa field strength.H = .4 π NI/le (Oersted)
Flux Density - B (Gaussian) Ang katugbang nga parameter sa naaghat nga magnetic field sa rehiyon nga normal sa agianan sa flux.
Impedance - Z (ohm) Ang impedance sa usa ka ferrite mahimong ipahayag sa mga termino sa iyang komplikado nga pagkamatuhup.Z = jωLs + Rs = jωLo(μs'- jμs") (ohm)
Loss Tangent – ​​​​tan δ Ang loss tangent sa usa ka ferrite parehas sa reciprocal sa circuit Q.
Loss Factor – tan δ/μi Phase removal tali sa sukaranang mga sangkap sa magnetic flux density ug field strength nga adunay inisyal nga permeability.
Magnetic Permeability - μ Ang magnetic permeability nga nakuha gikan sa ratio sa magnetic flux density ug ang gigamit nga alternating field strength mao ang…
Amplitude permeability, μa - kung ang espesipikong bili sa densidad sa flux mas dako kay sa bili nga gigamit alang sa inisyal nga pagkamatuhup.
Epektibo nga Permeability, μe - Kung ang magnetic nga ruta gihimo nga adunay usa o daghang mga gintang sa hangin, ang pagkamatuhup mao ang pagkamatuhup sa usa ka hypothetical homogenous nga materyal nga maghatag parehas nga pagduha-duha.
Ang In Compliance mao ang nag-unang tinubdan sa balita, impormasyon, edukasyon ug inspirasyon para sa mga propesyonal sa electrical ug electronics engineering.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Education Energy ug Power Industry Information Technology Medical Military and Defense