Penerapan Manik Magnetik dalam Desain EMC pada Switching Power Supply
Masalah EMC telah menjadi isu hangat dan menantang dalam desain dan manufaktur elektronik saat ini. Masalah EMC dalam aplikasi praktis sangatlah kompleks dan tidak dapat diselesaikan hanya dengan pengetahuan teoritis. Ini lebih bergantung pada pengalaman praktis para insinyur elektronik. Untuk mengatasi masalah EMC dalam produk elektronik dengan lebih baik, penting untuk mempertimbangkan grounding, desain sirkuit dan papan PCB, desain kabel, desain pelindung, dan masalah lainnya.
Artikel ini menjelaskan pentingnya manik-manik magnetik dalam aspek EMC peralihan catu daya dengan memperkenalkan prinsip dan karakteristik dasar mereka, untuk memberikan pilihan yang lebih banyak dan lebih baik bagi perancang produk peralihan catu daya saat merancang produk baru.
1 elemen penekan interferensi elektromagnetik ferit
Ferit merupakan salah satu jenis bahan feromagnetik dengan struktur kisi kubik. Proses pembuatan dan sifat mekaniknya mirip dengan keramik, dengan warna abu-abu hitam. Jenis inti magnet yang biasa digunakan dalam filter interferensi elektromagnetik adalah bahan ferit, dan banyak produsen menyediakan bahan ferit khusus untuk menekan interferensi elektromagnetik. Ciri khas material ini adalah kehilangan frekuensinya yang tinggi. Parameter kinerja terpenting ferit yang digunakan untuk menekan interferensi elektromagnetik adalah permeabilitas magnet μ dan kerapatan fluks magnet saturasi Bs. Permeabilitas magnetik μ Ini dapat dinyatakan sebagai bilangan kompleks, dengan bagian nyata membentuk induktansi dan bagian imajiner mewakili kerugian, yang meningkat seiring dengan frekuensi. Oleh karena itu, rangkaian ekivalennya merupakan rangkaian seri yang tersusun dari induktansi L dan hambatan R, keduanya merupakan fungsi frekuensi. Ketika kawat melewati inti ferit ini, impedansi induktansi yang terbentuk meningkat secara formal dengan meningkatnya frekuensi, namun mekanismenya sangat berbeda pada frekuensi yang berbeda.
Dalam rentang frekuensi rendah, impedansi terdiri dari reaktansi induktif induktor. Pada frekuensi rendah, R sangat kecil, dan permeabilitas magnetik inti magnetiknya tinggi. Oleh karena itu, induktansinya besar, dan L memainkan peran utama. Interferensi elektromagnetik ditekan oleh refleksi; Dan pada titik ini, hilangnya inti magnet relatif kecil, dan seluruh perangkat merupakan induktor karakteristik Q tinggi dengan kerugian rendah, yang rentan terhadap resonansi. Oleh karena itu, dalam rentang frekuensi rendah, kadang-kadang mungkin ada peningkatan interferensi setelah menggunakan manik-manik magnetik ferit.
Dalam rentang frekuensi tinggi, impedansi terdiri dari komponen resistansi. Dengan meningkatnya frekuensi, permeabilitas magnetik inti magnetik menurun, mengakibatkan penurunan komponen induktansi dan induktansi induktansi. Namun, pada saat ini, hilangnya inti magnet meningkat, dan komponen resistansi meningkat, sehingga impedansi total meningkat. Ketika sinyal frekuensi tinggi melewati ferit, interferensi elektromagnetik diserap dan diubah menjadi energi panas untuk disipasi.
Komponen penekan ferit banyak digunakan pada papan sirkuit tercetak, saluran listrik, dan saluran data. Jika komponen penekan ferit ditambahkan ke saluran masuk saluran listrik pada papan sirkuit tercetak, interferensi frekuensi tinggi dapat disaring. Cincin atau manik-manik magnet ferit dirancang khusus untuk menekan interferensi frekuensi tinggi dan puncak pada sinyal dan saluran listrik, dan juga memiliki kemampuan untuk menyerap interferensi pulsa pelepasan elektrostatis.
Prinsip dan karakteristik manik magnet: Ketika arus mengalir melalui kawat di lubang inti, maka menjadi jalur magnet yang bersirkulasi di dalam manik magnet. Saat menyiapkan ferit untuk pengendalian EMI, sebagian besar fluks magnet harus dapat dihilangkan sebagai panas dalam material. Fenomena ini dapat disimulasikan dengan kombinasi seri induktor dan resistor.
Energi sinyal digabungkan secara magnetis ke manik-manik magnet, sehingga reaktansi dan resistansi induktor meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi. Efisiensi kopling magnet bergantung pada permeabilitas material manik magnet relatif terhadap udara. Hilangnya bahan ferit yang biasanya membentuk manik-manik magnetik dapat dinyatakan sebagai kuantitas kompleks berdasarkan permeabilitas relatifnya terhadap udara.
Bahan magnetik sering kali ditandai dengan sudut kehilangan menggunakan rasio ini. Penggunaan komponen penekan EMI memerlukan sudut kerugian yang besar, yang berarti sebagian besar interferensi akan dihilangkan tanpa dipantulkan. Berbagai bahan ferit yang tersedia saat ini memberi para desainer berbagai pilihan untuk menggunakan manik-manik magnetik dalam situasi yang berbeda.
