balita

Sa aming perpektong mundo, ang kaligtasan, kalidad at pagganap ay pinakamahalaga. Sa maraming mga kaso, gayunpaman, ang halaga ng panghuling bahagi, kabilang ang ferrite, ay naging ang pagtukoy sa kadahilanan. gastos.
Ang mga gustong intrinsic na katangian ng materyal at pangunahing geometry ay tinutukoy ng bawat partikular na aplikasyon. Ang mga likas na katangian na namamahala sa pagganap sa mababang antas ng signal ng mga aplikasyon ay ang permeability (lalo na ang temperatura), mababang core losses, at magandang magnetic stability sa paglipas ng panahon at temperatura. Kabilang sa mga application ang high-Q inductors, common mode inductors, broadband, matched at pulse transformer, radio antenna elements, at active at passive repeater. Para sa mga power application, ang mataas na flux density at mababang pagkalugi sa operating frequency at temperatura ay mga kanais-nais na katangian. Kasama sa mga application ang switch-mode power supply para sa pagcha-charge ng baterya ng de-kuryenteng sasakyan, magnetic amplifier, DC-DC converter, power filter, ignition coils, at transformer.
Ang intrinsic property na may pinakamalaking epekto sa soft ferrite performance sa suppression applications ay ang complex permeability [1], na proporsyonal sa impedance ng core. May tatlong paraan para gamitin ang ferrite bilang suppressor ng mga hindi gustong signal (isinasagawa o radiated. ).Ang una, at hindi gaanong karaniwan, ay bilang isang praktikal na kalasag, kung saan ang mga ferrite ay ginagamit upang ihiwalay ang mga konduktor, mga bahagi o mga circuit mula sa radiating stray electromagnetic field na kapaligiran. filter, ibig sabihin, inductance – capacitive sa mababang frequency at dissipation sa mataas na frequency. Ang ikatlo at pinakakaraniwang paggamit ay kapag ang mga ferrite core ay ginagamit nang mag-isa para sa mga lead ng bahagi o board-level na mga circuit. Sa application na ito, pinipigilan ng ferrite core ang anumang mga parasitic oscillations at/ o pinapahina ang hindi gustong pag-pick up o pagpapadala ng signal na maaaring kumalat sa mga bahagi ng lead o interconnects, mga bakas o mga cable. Sa pangalawa at pangatlong aplikasyon, pinipigilan ng mga ferrite core ang isinasagawang EMI sa pamamagitan ng pag-aalis o lubos na pagbabawas ng mga high frequency na alon na iginuhit ng mga pinagmumulan ng EMI. Ang pagpapakilala ng ferrite ay nagbibigay sapat na mataas na frequency impedance upang sugpuin ang mga high frequency currents. Sa teorya, ang isang perpektong ferrite ay magbibigay ng mataas na impedance sa EMI frequency at zero impedance sa lahat ng iba pang frequency. Sa epekto, ang ferrite suppressor core ay nagbibigay ng frequency-dependent impedance. Sa mga frequency na mas mababa sa 1 MHz, ang maximum na impedance ay maaaring makuha sa pagitan ng 10 MHz at 500 MHz depende sa ferrite materyal.
Dahil ito ay naaayon sa mga prinsipyo ng electrical engineering, kung saan ang AC boltahe at kasalukuyang ay kinakatawan ng mga kumplikadong parameter, ang pagkamatagusin ng isang materyal ay maaaring ipahayag bilang isang kumplikadong parameter na binubuo ng mga tunay at haka-haka na mga bahagi. Ito ay ipinapakita sa mataas na frequency, kung saan ang Ang pagkamatagusin ay nahahati sa dalawang bahagi. Ang tunay na bahagi (μ') ay kumakatawan sa reaktibong bahagi, na nasa bahagi ng alternating magnetic field [2], habang ang haka-haka na bahagi (μ”) ay kumakatawan sa mga pagkalugi, na wala sa yugto ng alternating magnetic field.Ang mga ito ay maaaring ipahayag bilang mga bahagi ng serye (μs'μs") o kahanay na bahagi (µp'µp").Ang mga graph sa Figures 1, 2, at 3 ay nagpapakita ng mga seryeng bahagi ng kumplikadong paunang permeability bilang isang function ng frequency para sa tatlong ferrite na materyales.Ang uri ng materyal na 73 ay isang manganese-zinc ferrite, ang paunang magnetic Ang conductivity ay 2500. Ang uri ng materyal 43 ay isang nickel zinc ferrite na may paunang permeability na 850. Ang uri ng materyal na 61 ay isang nickel zinc ferrite na may paunang permeability na 125.
Nakatuon sa seryeng bahagi ng Type 61 na materyal sa Figure 3, nakikita natin na ang tunay na bahagi ng permeability, μs', ay nananatiling pare-pareho sa pagtaas ng frequency hanggang sa maabot ang isang kritikal na frequency, at pagkatapos ay mabilis na bumababa. Ang pagkawala o μs" ay tumataas at pagkatapos ay tumataas habang bumabagsak ang μs.Ang pagbaba sa μs' ay dahil sa pagsisimula ng ferrimagnetic resonance.[3] Dapat tandaan na mas mataas ang permeability, mas Mas mababa ang frequency.Ang kabaligtaran na relasyon na ito ay unang naobserbahan ni Snoek at nagbigay ng sumusunod na pormula:
kung saan: ƒres = μs” frequency sa maximum γ = gyromagnetic ratio = 0.22 x 106 A-1 m μi = initial permeability Msat = 250-350 Am-1
Dahil ang mga ferrite core na ginagamit sa mababang antas ng signal at mga power application ay nakatuon sa mga magnetic parameter na mas mababa sa frequency na ito, ang mga ferrite manufacturer ay bihirang mag-publish ng permeability at/o pagkawala ng data sa mas mataas na frequency. Gayunpaman, ang mas mataas na frequency data ay mahalaga kapag tinutukoy ang mga ferrite core para sa EMI suppression.
Ang katangian na tinukoy ng karamihan sa mga tagagawa ng ferrite para sa mga sangkap na ginagamit para sa pagsugpo sa EMI ay impedance. Ang impedance ay madaling sinusukat sa isang komersyal na available na analyzer na may direktang digital readout. Sa kasamaang palad, ang impedance ay karaniwang tinutukoy sa isang partikular na frequency at isang scalar na kumakatawan sa magnitude ng complex impedance vector.Bagaman ang impormasyong ito ay mahalaga, ito ay madalas na hindi sapat, lalo na kapag ang pagmomodelo ng circuit performance ng ferrites.Upang makamit ito, ang impedance value at anggulo ng bahagi ng bahagi, o ang kumplikadong permeability ng partikular na materyal, ay dapat na magagamit.
Ngunit bago pa man magsimulang magmodelo ng pagganap ng mga bahagi ng ferrite sa isang circuit, dapat malaman ng mga taga-disenyo ang mga sumusunod:
kung saan μ'= tunay na bahagi ng kumplikadong permeability μ”= haka-haka na bahagi ng kumplikadong permeability j = haka-haka na vector ng unit Lo= air core inductance
Ang impedance ng iron core ay itinuturing din na seryeng kumbinasyon ng inductive reactance (XL) at ang loss resistance (Rs), na parehong nakadepende sa frequency. Ang isang lossless core ay magkakaroon ng impedance na ibinibigay ng reactance:
kung saan: Rs = kabuuang series resistance = Rm + Re Rm = katumbas na series resistance dahil sa magnetic losses Re = katumbas na series resistance para sa copper loss
Sa mababang frequency, ang impedance ng component ay pangunahing inductive. Habang tumataas ang frequency, bumababa ang inductance habang tumataas ang mga pagkalugi at tumataas ang kabuuang impedance. Ang Figure 4 ay isang tipikal na plot ng XL, Rs at Z versus frequency para sa aming medium permeability na materyales .
Pagkatapos ang inductive reactance ay proporsyonal sa tunay na bahagi ng kumplikadong pagkamatagusin, sa pamamagitan ng Lo, ang air-core inductance:
Ang paglaban sa pagkawala ay proporsyonal din sa haka-haka na bahagi ng kumplikadong pagkamatagusin ng parehong pare-pareho:
Sa Equation 9, ang pangunahing materyal ay ibinibigay ng µs' at µs", at ang core geometry ay ibinigay ng Lo. Samakatuwid, pagkatapos malaman ang kumplikadong permeability ng iba't ibang ferrites, maaaring gumawa ng paghahambing upang makuha ang pinaka-angkop na materyal sa nais na frequency o frequency range.Pagkatapos piliin ang pinakamahusay na materyal, oras na upang piliin ang pinakamahusay na laki ng mga bahagi.Ang vector representasyon ng kumplikadong permeability at impedance ay ipinapakita sa Figure 5.
Ang paghahambing ng mga pangunahing hugis at pangunahing materyales para sa pag-optimize ng impedance ay diretso kung ang tagagawa ay nagbibigay ng isang graph ng kumplikadong permeability kumpara sa dalas para sa mga ferrite na materyales na inirerekomenda para sa mga aplikasyon ng pagsugpo. curves.Mula sa data na ito ang isang paghahambing ng mga materyales na ginamit upang i-optimize ang core impedance ay maaaring makuha.
Nagre-refer sa Figure 6, ang paunang permeability at dissipation factor [4] ng Fair-Rite 73 material versus frequency, sa pag-aakalang gusto ng designer na garantiyahan ang maximum impedance sa pagitan ng 100 at 900 kHz.73 na materyales. kailangang maunawaan ang reaktibo at resistive na bahagi ng impedance vector sa 100 kHz (105 Hz) at 900 kHz. Ang impormasyong ito ay maaaring makuha mula sa sumusunod na tsart:
Sa 100kHz μs ' = μi = 2500 at (Tan δ / μi) = 7 x 10-6 dahil Tan δ = μs ”/ μs' then μs” = (Tan δ / μi) x (μi) 2 = 43.8
Dapat tandaan na, tulad ng inaasahan, ang μ” ay nagdaragdag ng napakaliit sa kabuuang permeability vector sa mababang frequency na ito.Ang impedance ng core ay kadalasang inductive.
Alam ng mga designer na dapat tanggapin ng core ang #22 wire at magkasya sa isang 10 mm x 5 mm na espasyo. Ang panloob na diameter ay tutukuyin bilang 0.8 mm. Upang malutas ang tinantyang impedance at mga bahagi nito, pumili muna ng butil na may panlabas na diameter na 10 mm at taas na 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 kasong ito, tulad ng sa karamihan ng mga kaso, ang maximum na impedance ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng isang mas maliit na OD na may mas mahabang haba. Kung ang ID ay mas malaki, hal 4mm, at vice versa.
Ang parehong diskarte ay maaaring gamitin kung ang mga plot ng impedance bawat yunit Lo at anggulo ng phase laban sa dalas ay ibinigay. Ang mga figure 9, 10 at 11 ay kumakatawan sa mga naturang curve para sa parehong tatlong materyales na ginamit dito.
Gustong garantiyahan ng mga designer ang maximum na impedance sa 25 MHz hanggang 100 MHz frequency range. Ang available na board space ay muli na 10mm x 5mm at dapat tanggapin ng core ang #22 awg wire. Tumutukoy sa Figure 7 para sa unit impedance Lo ng tatlong ferrite material, o Figure 8 para sa kumplikadong permeability ng parehong tatlong materyales, piliin ang 850 μi na materyal.[5]Gamit ang graph sa Figure 9, ang Z/Lo ng medium permeability na materyal ay 350 x 108 ohm/H sa 25 MHz. Lutasin ang tinantyang impedance:
Ipinapalagay ng naunang talakayan na ang pangunahing pinili ay cylindrical. Kung ang mga ferrite core ay ginagamit para sa mga flat ribbon cable, bundle na cable, o butas-butas na mga plato, ang pagkalkula ng Lo ay nagiging mas mahirap, at medyo tumpak na haba ng core path at epektibong mga numero ng lugar ay dapat makuha upang kalkulahin ang air core inductance .Maaari itong gawin sa pamamagitan ng matematikal na paghiwa ng core at pagdaragdag ng kinakalkula na haba ng landas at magnetic area para sa bawat slice. Gayunpaman, sa lahat ng kaso, ang pagtaas o pagbaba ng impedance ay magiging proporsyonal sa pagtaas o pagbaba sa ang taas/haba ng ferrite core.[6]
Tulad ng nabanggit, ang karamihan sa mga tagagawa ay tumutukoy sa mga core para sa mga EMI application sa mga tuntunin ng impedance, ngunit ang end user ay karaniwang kailangang malaman ang attenuation. Ang relasyon na umiiral sa pagitan ng dalawang parameter na ito ay:
Ang ugnayang ito ay nakasalalay sa impedance ng pinagmulang nagdudulot ng ingay at ang impedance ng load na tumatanggap ng ingay. Ang mga halagang ito ay kadalasang kumplikadong mga numero, na ang saklaw ay maaaring walang katapusan, at hindi madaling makuha sa taga-disenyo. Ang pagpili ng halaga ng 1 ohm para sa load at source impedances, na maaaring mangyari kapag ang source ay switch mode power supply at naglo-load ng maraming low impedance circuits, pinapasimple ang mga equation at pinapayagan ang paghahambing ng attenuation ng ferrite cores.
Ang graph sa Figure 12 ay isang hanay ng mga curve na nagpapakita ng kaugnayan sa pagitan ng shield bead impedance at attenuation para sa maraming karaniwang halaga ng load plus generator impedance.
Ang Figure 13 ay isang katumbas na circuit ng isang pinagmumulan ng interference na may panloob na resistensya ng Zs.Ang interference signal ay nabuo ng series impedance Zsc ng suppressor core at ang load impedance ZL.
Ang mga figure 14 at 15 ay mga graph ng impedance laban sa temperatura para sa parehong tatlong ferrite na materyales. Ang pinaka-stable sa mga materyales na ito ay ang 61 na materyal na may 8% na pagbawas sa impedance sa 100º C at 100 MHz. Sa kaibahan, ang 43 na materyal ay nagpakita ng 25 % pagbaba ng impedance sa parehong dalas at temperatura. Ang mga kurba na ito, kapag ibinigay, ay maaaring gamitin upang ayusin ang tinukoy na impedance ng temperatura ng silid kung kinakailangan ang pagpapalambing sa mga matataas na temperatura.
Tulad ng temperatura, ang DC at 50 o 60 Hz supply currents ay nakakaapekto rin sa parehong likas na katangian ng ferrite, na nagreresulta sa mas mababang core impedance. Ang mga figure 16, 17 at 18 ay mga tipikal na curve na naglalarawan ng epekto ng bias sa impedance ng isang ferrite material .Ang curve na ito ay naglalarawan ng impedance degradation bilang isang function ng field strength para sa isang partikular na materyal bilang isang function ng frequency.Dapat tandaan na ang epekto ng bias ay lumiliit habang tumataas ang frequency.
Dahil ang data na ito ay pinagsama-sama, ang Fair-Rite Products ay nagpakilala ng dalawang bagong materyales. Ang aming 44 ay isang nickel-zinc medium permeability material at ang aming 31 ay isang manganese-zinc high permeability material.
Ang Figure 19 ay isang plot ng impedance versus frequency para sa mga bead na may parehong laki sa 31, 73, 44 at 43 na materyales. Ang 44 na materyal ay isang pinahusay na 43 na materyal na may mas mataas na resistivity ng DC, 109 ohm cm, mas mahusay na mga katangian ng thermal shock, katatagan ng temperatura at mas mataas na temperatura ng Curie (Tc). Ang 44 na materyal ay may bahagyang mas mataas na impedance kumpara sa mga katangian ng dalas kumpara sa aming 43 na materyal. Ang nakatigil na materyal 31 ay nagpapakita ng mas mataas na impedance kaysa sa alinman sa 43 o 44 sa buong saklaw ng dalas ng pagsukat. dimensional resonance problem na nakakaapekto sa mababang frequency suppression performance ng mas malalaking manganese-zinc core at matagumpay na nailapat sa mga cable connector suppression core at malalaking toroidal core. Ang Figure 20 ay isang plot ng impedance versus frequency para sa 43, 31, at 73 na materyales para sa Fair -Mga Rite core na may 0.562″ OD, 0.250 ID, at 1.125 HT.Kapag inihambing ang Figure 19 at Figure 20, dapat tandaan na para sa Para sa mas maliliit na core, para sa mga frequency hanggang 25 MHz, 73 na materyal ang pinakamahusay na materyal ng suppressor.Gayunpaman, habang tumataas ang core cross section, bumababa ang maximum frequency.Tulad ng ipinapakita sa data sa Figure 20, 73 ang pinakamahusay Ang pinakamataas na frequency ay 8 MHz.Nararapat din na tandaan na ang 31 na materyal ay mahusay na gumaganap sa hanay ng dalas mula 8 MHz hanggang 300 MHz.Gayunpaman, bilang isang manganese zinc ferrite, ang 31 na materyal ay may mas mababang resistivity ng volume na 102 ohms -cm, at higit pang mga pagbabago sa impedance na may matinding pagbabago sa temperatura.
Glossary Air Core Inductance – Lo (H) Ang inductance na susukatin kung ang core ay may pare-parehong permeability at ang pamamahagi ng flux ay nananatiling pare-pareho. Pangkalahatang formula Lo= 4π N2 10-9 (H) C1 Ring Lo = .0461 N2 log10 (OD /ID) Ht 10-8 (H) Ang mga sukat ay nasa mm
Attenuation – A (dB) Ang pagbawas sa signal amplitude sa transmission mula sa isang punto patungo sa isa pa. Ito ay isang scalar ratio ng input amplitude sa output amplitude, sa decibels.
Core Constant – C1 (cm-1) Ang kabuuan ng mga haba ng magnetic path ng bawat seksyon ng magnetic circuit na hinati sa kaukulang magnetic region ng parehong seksyon.
Core Constant – C2 (cm-3) Ang kabuuan ng mga haba ng magnetic circuit ng bawat seksyon ng magnetic circuit na hinati sa parisukat ng kaukulang magnetic domain ng parehong seksyon.
Ang mga epektibong sukat ng magnetic path area Ae (cm2), ang path length le (cm) at ang volume Ve (cm3) Para sa isang partikular na core geometry, ipinapalagay na ang magnetic path length, cross-sectional area, at volume ng ang toroidal core ay may parehong materyal na katangian tulad ng Ang materyal ay dapat magkaroon ng magnetic properties na katumbas ng ibinigay na core.
Lakas ng Field – H (Oersted) Isang parameter na nagpapakilala sa magnitude ng lakas ng field.H = .4 π NI/le (Oersted)
Densidad ng Flux – B (Gaussian) Ang kaukulang parameter ng induced magnetic field sa rehiyong normal sa flux path.
Impedance – Z (ohm) Ang impedance ng isang ferrite ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng kumplikadong permeability nito.Z = jωLs + Rs = jωLo(μs'- jμs") (ohm)
Loss Tangent – ​​​​tan δ Ang pagkawala ng tangent ng isang ferrite ay katumbas ng reciprocal ng circuit Q.
Loss Factor – tan δ/μi Phase removal sa pagitan ng mga pangunahing bahagi ng magnetic flux density at field strength na may paunang permeability.
Magnetic Permeability – μ Ang magnetic permeability na nagmula sa ratio ng magnetic flux density at ang inilapat na alternating field strength ay…
Amplitude permeability, μa – kapag ang tinukoy na halaga ng density ng flux ay mas malaki kaysa sa halagang ginamit para sa paunang permeability.
Effective Permeability, μe - Kapag ang magnetic route ay ginawa na may isa o higit pang air gaps, ang permeability ay ang permeability ng isang hypothetical homogeneous na materyal na magbibigay ng parehong pag-aatubili.
Ang In Compliance ay ang pangunahing mapagkukunan ng balita, impormasyon, edukasyon at inspirasyon para sa mga propesyonal sa electrical at electronics engineering.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Education Enerhiya at Power Industry Information Technology Medical Military and Defense