Застосування магнітних кульок у проектуванні електромагнітної сумісності імпульсних джерел живлення
1 Феритовий компонент придушення електромагнітних перешкод
Ферит — феримагнітний матеріал із структурою кубічної гратки. Його виробничий процес і механічні властивості схожі на кераміку, а колір сіро-чорний. Тип магнітного сердечника, який часто використовується у фільтрах електромагнітних перешкод, – це феритовий матеріал. Багато виробників пропонують феритові матеріали, які спеціально використовуються для придушення електромагнітних перешкод. Цей матеріал характеризується дуже високими втратами на високих частотах. Для феритів, які використовуються для придушення електромагнітних перешкод, найважливішими робочими параметрами є магнітна проникність μ і щільність магнітного потоку насичення Bs. Магнітна проникність μ може бути виражена комплексним числом, дійсна частина становить індуктивність, а уявна частина являє собою втрати, які збільшуються зі збільшенням частоти. Таким чином, його еквівалентна схема є послідовним ланцюгом, що складається з індуктивності L і резистора R. І L, і R є функціями частоти. Коли дріт проходить через це феритове осердя, утворений індуктивний опір збільшується за формою зі збільшенням частоти, але його механізм абсолютно інший на різних частотах.
У діапазоні низьких частот імпеданс складається з індуктивного опору котушки індуктивності. На низькій частоті R дуже малий, а магнітна проникність магнітопровода висока, тому індуктивність велика. L відіграє головну роль. Електромагнітні перешкоди відбиваються і пригнічуються; і в цей час втрати магнітного сердечника невеликі, і весь пристрій є індуктором з низькими втратами та високою добротністю. Цим індуктором легко викликати резонанс. Тому в діапазоні низьких частот інтерференція іноді може бути посилена після використання феритових кульок.
У смузі високих частот імпеданс складається зі складових опору. Зі збільшенням частоти магнітна проникність магнітопроводу зменшується, що призводить до зменшення індуктивності котушки індуктивності та зменшення індуктивної складової реактивного опору. Однак в цей час збільшуються втрати магнітопровода і зростає опорна складова. , внаслідок чого загальний імпеданс збільшується. Коли високочастотні сигнали проходять через ферит, електромагнітні перешкоди поглинаються, перетворюються на теплову енергію та розсіюються.
Компоненти придушення фериту широко використовуються в друкованих платах, лініях електропередачі та лініях передачі даних. Якщо до вхідного кінця лінії живлення друкованої плати додати феритовий компонент придушення, можна відфільтрувати високочастотні перешкоди. Феритові магнітні кільця або магнітні кульки спеціально використовуються для придушення високочастотних перешкод і перешкод на сигнальних лініях і лініях електропередачі. Він також має здатність поглинати імпульсні перешкоди електростатичного розряду.
2 Принципи та характеристики магнітних кульок Коли струм протікає через дріт у центральному отворі, усередині магнітної кульки утворюється циркулююча магнітна доріжка. Ферити, які використовуються для контролю електромагнітних перешкод, повинні бути розроблені таким чином, щоб розсіювати більшу частину магнітного потоку у вигляді тепла в матеріалі. Це явище можна імітувати послідовним поєднанням котушки індуктивності та резистора. як показано на малюнку 2
Числові значення двох компонентів пропорційні довжині магнітних кульок, і довжина магнітних кульок має значний вплив на ефект придушення. Чим довша довжина магнітних кульок, тим кращий ефект придушення. Оскільки енергія сигналу магнітно пов’язана з магнітними кульками, реактивний опір і опір індуктора збільшуються зі збільшенням частоти. Ефективність магнітного зв'язку залежить від магнітної проникності матеріалу кульки відносно повітря. Зазвичай втрати феритового матеріалу, з якого складаються магнітні кульки, можна виразити як комплексну величину через його магнітну проникність відносно повітря.
Магнітні матеріали часто використовують це співвідношення для характеристики кута втрат. Компоненти, які використовуються для придушення електромагнітних перешкод, вимагають великого кута втрат, що означає, що більшість перешкод розсіюється без відбиття. Різноманітність наявних феритових матеріалів надає дизайнерам широкий вибір для використання магнітних кульок у різних ситуаціях.
