Примена магнетних перли у ЕМЦ дизајну прекидачког напајања
1 Феритна компонента за сузбијање електромагнетних сметњи
Ферит је феримагнетни материјал са кубичном структуром решетке. Процес производње и механичка својства су слични керамици, а боја је сиво-црна. Тип магнетног језгра који се често користи у филтерима за електромагнетне сметње је феритни материјал. Многи произвођачи обезбеђују феритне материјале који се посебно користе за сузбијање електромагнетних сметњи. Овај материјал карактеришу веома високи губици на високим фреквенцијама. За ферите који се користе за сузбијање електромагнетних сметњи, најважнији параметри перформанси су магнетна пермеабилност μ и густина магнетног флукса засићења Бс. Магнетна пермеабилност μ се може изразити као комплексан број, реални део чини индуктивност, а имагинарни део представља губитак, који расте са повећањем фреквенције. Према томе, његово еквивалентно коло је серијско коло које се састоји од индуктора Л и отпорника Р. И Л и Р су функције фреквенције. Када жица прође кроз ово феритно језгро, формирана индуктивна импеданса се повећава са повећањем фреквенције, али њен механизам је потпуно другачији на различитим фреквенцијама.
У опсегу ниске фреквенције, импеданса се састоји од индуктивне реактансе индуктора. На ниској фреквенцији, Р је веома мали и магнетна пермеабилност магнетног језгра је велика, па је индуктивност велика. Л игра главну улогу. Електромагнетне сметње се рефлектују и потискују; и у овом тренутку, магнетни губитак језгра је мали, а цео уређај је индуктор са малим губицима и високим К карактеристикама. Овај индуктор је лако изазвати резонанцију. Стога, у опсегу ниске фреквенције, сметње се понекад могу појачати након употребе феритних перли.
У опсегу високих фреквенција, импеданса се састоји од компоненти отпора. Како фреквенција расте, магнетна пермеабилност магнетног језгра се смањује, што доводи до смањења индуктивности индуктора и смањења компоненте индуктивне реактансе. Међутим, у овом тренутку се повећава губитак магнетног језгра и повећава се компонента отпора. , што доводи до повећања укупне импедансе. Када високофреквентни сигнали пролазе кроз ферит, електромагнетне сметње се апсорбују и претварају у топлотну енергију и распршују.
Компоненте за сузбијање ферита се широко користе у штампаним плочама, електричним водовима и линијама података. Ако се компонента за сузбијање ферита дода на улазни крај струјног вода штампане плоче, високофреквентне сметње се могу филтрирати. Феритни магнетни прстенови или магнетне перле се посебно користе за сузбијање високофреквентних сметњи и сметњи шиљцима на сигналним линијама и далеководима. Такође има способност да апсорбује сметње импулса електростатичког пражњења.
2 Принципи и карактеристике магнетних перли Када струја тече кроз жицу у централном отвору, циркулишући магнетни траг ће се генерисати унутар магнетне перле. Ферити који се користе за ЕМИ контролу треба да буду формулисани тако да распршују већину магнетног флукса као топлоту у материјалу. Овај феномен се може симулирати серијским комбинацијама индуктора и отпорника. као што је приказано на слици 2
Нумеричке вредности две компоненте су пропорционалне дужини магнетних перли, а дужина магнетних перли има значајан утицај на ефекат потискивања. Што је дужина магнетних перли, то је бољи ефекат потискивања. Пошто је енергија сигнала магнетно повезана са магнетним перлама, реактанца и отпор индуктора се повећавају како се фреквенција повећава. Ефикасност магнетног спајања зависи од магнетне пермеабилности материјала перле у односу на ваздух. Обично се губитак феритног материјала који чини магнетне перле може изразити као комплексна величина његовом магнетном пермеабилности у односу на ваздух.
Магнетни материјали често користе овај однос да карактеришу угао губитка. Компоненте које се користе за сузбијање ЕМИ захтевају велики угао губитка, што значи да ће се већина сметњи распршити без одраза. Разноликост доступних феритних материјала тренутно доступних пружа дизајнерима широк спектар избора за коришћење магнетних перли у различитим ситуацијама.
