warta

Ing donya becik kita, safety, kualitas lan kinerja iku utomo.Ing akeh kasus, Nanging, biaya komponen final, kalebu ferrite, wis dadi faktor nentokake.Artikel iki dimaksudaké kanggo desain engineers nemokake bahan ferrite alternatif kanggo ngurangi. biaya.
Sifat materi intrinsik sing dikarepake lan geometri inti ditemtokake dening saben aplikasi tartamtu.Sifat bawaan sing ngatur kinerja ing aplikasi tingkat sinyal kurang yaiku permeabilitas (utamane suhu), mundhut inti sing kurang, lan stabilitas magnetik sing apik saka wektu lan suhu.Aplikasi kalebu dhuwur-Q induktor, induktor mode umum, broadband, trafo sing cocog lan pulsa, unsur antena radio, lan repeater aktif lan pasif. Kanggo aplikasi daya, Kapadhetan fluks dhuwur lan losses kurang ing frekuensi operasi lan suhu minangka ciri sing dikarepake. Aplikasi kalebu sumber daya switch-mode kanggo pangisi daya baterei kendaraan listrik, amplifier magnetik, konverter DC-DC, saringan daya, koil kontak, lan trafo.
Properti intrinsik sing nduwe pengaruh paling gedhe ing kinerja ferit alus ing aplikasi penindasan yaiku permeabilitas kompleks [1], sing sebanding karo impedansi inti. ).Kaping pisanan, lan paling ora umum, minangka tameng praktis, ing ngendi ferrite digunakake kanggo ngisolasi konduktor, komponen utawa sirkuit saka lingkungan medan elektromagnetik sing nyimpang. Ing aplikasi kapindho, ferit digunakake karo unsur kapasitif kanggo nggawe pass kurang. Filter, yaiku induktansi - kapasitif ing frekuensi kurang lan boros ing frekuensi dhuwur. Panggunaan katelu lan paling umum yaiku nalika intine ferrite digunakake piyambak kanggo timbal komponen utawa sirkuit tingkat papan. Ing aplikasi iki, inti ferrite nyegah osilasi parasit lan / utawa attenuates pickup sinyal bayangan utawa transmisi sing bisa propagate bebarengan ndadékaké komponen utawa interconnects, ngambah utawa kabel.Ing aplikasi kaloro lan katelu, ferrite intine nyuda conducted EMI dening ngilangke utawa nemen ngurangi arus frekuensi dhuwur digambar dening sumber EMI.Introduksi saka ferrite nyedhiyakake impedansi frekuensi cukup dhuwur kanggo nyuda arus frekuensi dhuwur. Ing teori, ferit becik bakal nyedhiyakake impedansi dhuwur ing frekuensi EMI lan impedansi nol ing kabeh frekuensi liyane. Ing efek, intine penekan ferrite nyedhiyakake impedansi gumantung frekuensi. impedansi maksimum bisa dipikolehi antarane 10 MHz lan 500 MHz gumantung ing materi ferrite.
Amarga konsisten karo prinsip teknik listrik, ing ngendi voltase lan arus AC diwakili dening paramèter komplèks, permeabilitas materi bisa ditulis minangka parameter komplèks sing dumadi saka bagéan nyata lan khayalan. Iki dituduhake ing frekuensi dhuwur, ing ngendi Permeabilitas dipérang dadi rong komponen. Bagéan nyata (μ') nggambarake bagéan reaktif, sing ana ing fase karo medan magnet bolak-balik [2], dene bagean imajiner (μ") nuduhake kerugian, sing ora ana fase karo medan magnet bolak-balik. Iki bisa ditulis minangka komponen seri (μs'μs") utawa ing komponen paralel (μp'μp"). Grafik ing Gambar 1, 2, lan 3 nuduhake komponen seri saka permeabilitas awal kompleks minangka fungsi frekuensi kanggo telung bahan ferit. Tipe material 73 yaiku ferit mangan-seng, magnetik awal Konduktivitas yaiku 2500. Tipe material 43 yaiku ferit seng nikel kanthi permeabilitas awal 850. Tipe bahan 61 yaiku ferit seng nikel kanthi permeabilitas awal 125.
Ngarahke ing komponen seri saka materi Tipe 61 ing Figure 3, kita waca sing bagean nyata saka permeabilitas, μs ', tetep pancet karo nambah frekuensi nganti frekuensi kritis tekan, lan banjur sudo kanthi cepet. Los utawa μs "munggah. lan banjur puncak nalika μs' tiba. Penurunan μs iki amarga wiwitan resonansi ferrimagnetik. [3] Perlu dicathet menawa luwih dhuwur permeabilitas, luwih murah frekuensi kasebut. Hubungan terbalik iki pisanan diamati dening Snoek lan menehi rumus ing ngisor iki:
ngendi: ƒres = μs” frekuensi maksimum γ = rasio giromagnetik = 0,22 x 106 A-1 m μi = permeabilitas awal Msat = 250-350 Am-1
Wiwit inti ferrite digunakake ing tingkat sinyal kurang lan aplikasi daya fokus ing paramèter magnetik ngisor frekuensi iki, manufaktur ferrite arang nerbitaké permeabilitas lan / utawa data mundhut ing frekuensi sing luwih dhuwur. Nanging, data frekuensi sing luwih dhuwur penting nalika nemtokake inti ferrite kanggo dipatèni EMI.
Karakteristik sing umume manufaktur ferrite nemtokake kanggo komponen sing digunakake kanggo dipatèni EMI yaiku impedansi. vektor impedansi.Nalika informasi iki terkenal, asring ora cukup, utamané nalika modeling kinerja sirkuit saka ferrites.Kanggo entuk iki, Nilai impedansi lan amba phase saka komponen, utawa permeabilitas Komplek saka materi tartamtu, kudu kasedhiya.
Nanging sadurunge miwiti model kinerja komponen ferit ing sirkuit, desainer kudu ngerti ing ngisor iki:
dimana μ'= bagian nyata saka permeabilitas kompleks μ”= bagian imajiner saka permeabilitas kompleks j = vektor imajiner saka unit Lo= induktansi inti udara
Impedansi inti wesi uga dianggep minangka kombinasi seri saka reaktansi induktif (XL) lan resistensi mundhut (Rs), loro-lorone gumantung frekuensi. Inti lossless bakal duwe impedansi sing diwenehake dening reaktansi:
ngendi: Rs = total seri resistance = Rm + Re Rm = setara seri resistance amarga losses magnetik Re = setara seri resistance kanggo tembaga losses
Ing frekuensi kurang, impedansi komponen utamane induktif. Nalika frekuensi mundhak, induktansi mudhun nalika mundhut mundhak lan total impedansi mundhak. Gambar 4 minangka plot khas XL, Rs lan Z versus frekuensi kanggo bahan permeabilitas medium kita. .
Banjur reaktansi induktif sebanding karo bagian nyata saka permeabilitas kompleks, kanthi Lo, induktansi inti udara:
Resistansi mundhut uga sebanding karo bagean khayalan saka permeabilitas kompleks kanthi konstanta sing padha:
Ing Persamaan 9, materi inti diwenehi dening µs 'lan µs", lan geometri inti diwenehi dening Lo. Mula, sawise ngerti permeabilitas komplèks ferrites beda, perbandingan bisa digawe kanggo njupuk materi sing paling cocok ing dikarepake. frekuensi utawa rentang frekuensi.Sawise milih materi sing paling apik, wektune milih komponen ukuran sing paling apik.Perwakilan vektor saka permeabilitas lan impedansi kompleks ditampilake ing Gambar 5.
Perbandingan wangun inti lan bahan inti kanggo optimasi impedansi langsung yen pabrikan nyedhiyakake grafik permeabilitas kompleks versus frekuensi kanggo bahan ferit sing dianjurake kanggo aplikasi penindasan. Sayange, informasi iki arang kasedhiya.Nanging, akeh manufaktur nyedhiyakake permeabilitas awal lan mundhut frekuensi mungsuh kurva.Saka data iki perbandingan bahan sing digunakake kanggo ngoptimalake impedansi inti bisa diturunake.
Ngarujuk menyang Gambar 6, faktor permeabilitas lan disipasi awal [4] materi Fair-Rite 73 lawan frekuensi, kanthi asumsi desainer pengin njamin impedansi maksimum antarane 100 lan 900 kHz.73 bahan dipilih. Kanggo tujuan modeling, desainer uga kudu ngerti bagean reaktif lan resistif saka vektor impedansi ing 100 kHz (105 Hz) lan 900 kHz. Informasi iki bisa dijupuk saka grafik ing ngisor iki:
Ing 100kHz μs ' = μi = 2500 lan (Tan δ / μi) = 7 x 10-6 amarga Tan δ = μs ”/ μs' banjur μs” = (Tan δ / μi) x (μi) 2 = 43,8
Perlu dicathet yen, kaya sing dikarepake, μ" nambahake sethithik banget kanggo total vektor permeabilitas ing frekuensi sing kurang. Impedansi inti biasane induktif.
Desainer ngerti yen inti kudu nampa kabel #22 lan pas menyang spasi 10 mm x 5 mm. Dhiameter njero bakal ditemtokake minangka 0,8 mm. Kanggo ngatasi impedansi sing dikira-kira lan komponene, pilih dhisik manik kanthi diameter njaba saka 10 mm lan dhuwur 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 ohm ing 100 kHz
Ing kasus iki, kaya ing umume kasus, impedansi maksimum digayuh kanthi nggunakake OD sing luwih cilik kanthi dawa sing luwih dawa. Yen ID luwih gedhe, contone 4mm, lan kosok balene.
Pendekatan sing padha bisa digunakake yen plot impedansi saben unit Lo lan sudut fase versus frekuensi diwenehake. Gambar 9, 10 lan 11 makili kurva kasebut kanggo telung bahan sing padha digunakake ing kene.
Desainer pengin njamin impedansi maksimum liwat sawetara frekuensi 25 MHz kanggo 100 MHz. Papan papan kasedhiya maneh 10mm x 5mm lan inti kudu nampa # 22 kabel awg. Referring kanggo Figure 7 kanggo unit impedansi Lo saka telung bahan ferrite, utawa Gambar 8 kanggo permeabilitas kompleks saka telung bahan sing padha, pilih bahan 850 μi.[5] Nggunakake grafik ing Gambar 9, Z/Lo saka bahan permeabilitas medium yaiku 350 x 108 ohm/H ing 25 MHz.
Diskusi sadurunge nganggep yen inti pilihan iku silinder.Yen inti ferrite digunakake kanggo kabel pita flat, kabel bundled, utawa piring perforated, pitungan Lo dadi luwih angel, lan dawa path inti cukup akurat lan tokoh area efektif kudu dijupuk. kanggo ngetung induktansi inti udara .Iki bisa ditindakake kanthi matematis ngiris inti lan nambahake dawa path sing diwilang lan area magnetik kanggo saben irisan. Ing kabeh kasus, Nanging, nambah utawa nyuda impedansi bakal sebanding karo nambah utawa nyuda ing dhuwur/dawa inti ferrite.[6]
Kaya sing kasebut, umume manufaktur nemtokake inti kanggo aplikasi EMI babagan impedansi, nanging pangguna pungkasan biasane kudu ngerti atenuasi. Hubungan sing ana ing antarane rong paramèter kasebut yaiku:
Hubungan iki gumantung saka impedansi sumber sing ngasilake gangguan lan impedansi beban sing nampa gangguan. Nilai kasebut biasane nomer kompleks, sing jangkauane bisa tanpa wates, lan ora kasedhiya kanggo desainer. Milih nilai saka 1 ohm kanggo mbukak lan sumber impedansi, kang bisa kelakon nalika sumber sumber daya mode ngalih lan akeh sirkuit impedansi kurang, simplifies pepadhan lan ngidini comparison saka atenuasi inti ferrite.
Grafik ing Figure 12 minangka sakumpulan kurva sing nuduhake hubungan antarane impedansi manik tameng lan atenuasi kanggo akeh nilai umum beban plus impedansi generator.
Gambar 13 minangka sirkuit sing padha karo sumber interferensi kanthi resistansi internal Zs. Sinyal gangguan diasilake dening impedansi seri Zsc saka inti suppressor lan ZL impedansi beban.
Tokoh 14 lan 15 minangka grafik impedansi lawan suhu kanggo telung bahan ferit sing padha. Bahan sing paling stabil yaiku materi 61 kanthi pengurangan impedansi 8% ing 100º C lan 100 MHz. Ing kontras, materi 43 nuduhake 25 % nyuda impedansi ing frekuensi lan suhu sing padha. Kurva iki, yen kasedhiya, bisa digunakake kanggo nyetel impedansi suhu kamar sing ditemtokake yen atenuasi ing suhu sing luwih dhuwur dibutuhake.
Minangka suhu, arus sumber DC lan 50 utawa 60 Hz uga mengaruhi sifat ferit sing padha, sing bakal nyebabake impedansi inti sing luwih murah. Gambar 16, 17 lan 18 minangka kurva khas sing nggambarake efek bias ing impedansi bahan ferit. .Kurva iki njlèntrèhaké degradasi impedansi minangka fungsi saka kekuatan lapangan kanggo materi tartamtu minangka fungsi saka frekuensi.Sampeyan kudu nyatet sing efek saka bias diminishes minangka mundhak frekuensi.
Wiwit data iki disusun, Fair-Rite Products wis ngenalake rong bahan anyar. 44 minangka bahan permeabilitas medium nikel-seng lan 31 minangka bahan permeabilitas tinggi manganese-seng.
Gambar 19 minangka plot impedansi lawan frekuensi kanggo manik-manik kanthi ukuran sing padha ing bahan 31, 73, 44 lan 43. Bahan 44 minangka bahan 43 sing luwih apik kanthi resistensi DC sing luwih dhuwur, 109 ohm cm, sifat kejut termal sing luwih apik, stabilitas suhu lan suhu Curie sing luwih dhuwur (Tc).Materi 44 nduweni impedansi sing luwih dhuwur tinimbang karakteristik frekuensi dibandhingake karo materi 43. Bahan stasioner 31 nuduhake impedansi sing luwih dhuwur tinimbang 43 utawa 44 ing kabeh rentang frekuensi pangukuran. 31 dirancang kanggo ngenthengake masalah resonansi dimensi sing mengaruhi kinerja dipatèni frekuensi kurang saka intine manganese-seng luwih gedhe lan wis kasil Applied kanggo inti dipatèni konektor kabel lan intine toroidal gedhe.Figure 20 plot saka impedansi versus frekuensi kanggo 43, 31, lan 73 bahan kanggo Fair -Inti ritus kanthi 0.562″ OD, 0.250 ID, lan 1.125 HT. Nalika mbandhingaké Figure 19 lan Figure 20, iku kudu nyatet sing kanggo Kanggo inti cilik, kanggo frekuensi nganti 25 MHz, 73 materi punika materi suppressor paling. Nanging, minangka bagean salib inti mundhak, frekuensi maksimum sudo. Minangka ditampilake ing data ing Figure 20, 73 paling apik Frekuensi paling dhuwur yaiku 8 MHz. Iku uga worth kang lagi nyimak sing 31 materi performs apik ing sawetara frekuensi saka 8 MHz kanggo 300 MHz. Nanging, minangka manganese seng ferrite, 31 materi wis resistivitas volume akeh ngisor 102 ohm -cm, lan owah-owahan impedansi liyane karo owah-owahan suhu nemen.
Glosarium Induktansi Inti Udara - Lo (H) Induktansi sing bakal diukur yen inti nduweni permeabilitas seragam lan distribusi fluks tetep konstan. Rumus umum Lo= 4π N2 10-9 (H) C1 Ring Lo = .0461 N2 log10 (OD /ID) Ht 10-8 (H) Ukuran ing mm
Atenuasi - A (dB) Pengurangan amplitudo sinyal ing transmisi saka siji titik menyang liyane. Iku rasio skalar saka amplitudo input kanggo amplitudo output, ing decibel.
Inti Constant - C1 (cm-1) Jumlah dawa path Magnetik saben bagean saka sirkuit Magnetik dibagi dening wilayah Magnetik cocog saka bagean padha.
Inti Konstanta - C2 (cm-3) Jumlah saka dawa sirkuit Magnetik saben bagean saka sirkuit Magnetik dibagi dening kothak domain Magnetik cocog saka bagean padha.
Ukuran efektif saka area jalur magnetik Ae (cm2), dawa jalur le (cm) lan volume Ve (cm3) Kanggo geometri inti tartamtu, dianggep dawa jalur magnetik, area cross-sectional, lan volume saka inti toroidal nduweni sifat materi sing padha karo materi kasebut kudu nduweni sifat magnetik sing padha karo inti sing diwenehake.
Kekuwatan Lapangan – H (Oersted) Parameter sing nggambarake gedhene kekuatan lapangan.H = .4 π NI/le (Oersted)
Kapadhetan Fluks - B (Gaussian) Parameter sing cocog saka medan magnet sing diinduksi ing wilayah normal karo jalur fluks.
Impedansi - Z (ohm) Impedansi saka ferit bisa ditulis ing syarat-syarat permeabilitas kompleks.Z = jωLs + Rs = jωLo(μs'- jμs") (ohm)
Loss Tangent - ​​tan δ Tangen mundhut saka ferit padha karo timbal balik sirkuit Q.
Loss Factor – tan δ/μi Fase penghapusan antarane komponen dhasar saka Kapadhetan fluks magnet lan kekuatan lapangan karo permeabilitas awal.
Permeabilitas Magnetik - μ Permeabilitas magnetik sing ditemokake saka rasio kepadatan fluks magnetik lan kekuatan medan bolak-balik sing ditrapake yaiku…
Permeabilitas amplitudo, μa - nalika nilai kapadhetan fluks sing ditemtokake luwih gedhe tinimbang nilai sing digunakake kanggo permeabilitas awal.
Permeabilitas Efektif, μe - Nalika rute magnetik dibangun kanthi siji utawa luwih jurang udara, permeabilitas kasebut minangka permeabilitas materi homogen hipotetis sing bakal menehi keengganan sing padha.
In Compliance minangka sumber utama warta, informasi, pendidikan lan inspirasi kanggo profesional teknik listrik lan elektronik.
Aerospace Otomotif Komunikasi Elektronik Konsumen Pendidikan Energi lan Tenaga Industri Teknologi Informasi Militer lan Pertahanan Medis