warta

Di dunya idéal urang, kaamanan, kualitas jeung kinerja anu Cangkuang. Dina loba kasus, kumaha oge, biaya komponén final, kaasup ferrite nu, geus jadi faktor nangtukeun. Artikel ieu dimaksudkeun pikeun mantuan insinyur desain manggihan bahan ferrite alternatif pikeun ngurangan. ongkos.
Sipat bahan intrinsik anu dipikahoyong sareng géométri inti ditangtukeun ku unggal aplikasi khusus. Sipat alami anu ngatur kinerja dina aplikasi tingkat sinyal rendah nyaéta perméabilitas (khususna suhu), karugian inti rendah, sareng stabilitas magnét anu hadé dina waktos sareng suhu. Aplikasi kalebet Q-Q tinggi induktor, induktor modeu umum, pita lebar, trafo anu cocog sareng pulsa, elemen anteneu radio, sareng pengulangan aktip sareng pasip. Pikeun aplikasi kakuatan, kapadetan fluks anu luhur sareng karugian rendah dina frékuénsi operasi sareng suhu mangrupikeun ciri anu dipikahoyong. Aplikasi kalebet catu daya modeu switch pikeun ngecas batré kandaraan listrik, amplifier magnét, converters DC-DC, saringan kakuatan, coils ignition, sarta trafo.
Sipat intrinsik nu boga dampak greatest dina kinerja ferrite lemes dina aplikasi suprési nyaéta perméabilitas kompléks [1], nu sabanding jeung impedansi inti. Aya tilu cara ngagunakeun ferrite salaku suppressor sinyal nu teu dihoyongkeun (dilaksanakeun atawa radiated). ).Kahiji, sarta sahenteuna umum, nyaéta salaku tameng praktis, dimana ferrites dipaké pikeun ngasingkeun konduktor, komponén atawa sirkuit tina radiating stray lingkungan médan éléktromagnétik.Dina aplikasi kadua, ferrites dipaké kalawan elemen kapasitif pikeun nyieun low pass saringan, nyaéta induktansi - kapasitif dina frékuénsi handap sarta dissipation dina frékuénsi luhur. Panggunaan katilu jeung paling umum nyaéta nalika cores ferrite dipaké nyalira pikeun kalungguhan komponén atawa circuits dewan-tingkat. Dina aplikasi ieu, inti ferrite nyegah sagala osilasi parasit jeung / atawa attenuates pickup sinyal nu teu dihoyongkeun atawa transmisi nu bisa propagate sapanjang ngawujud komponén atawa interconnects, ngambah atawa cables.Dina aplikasi kadua jeung katilu, cores ferrite ngurangan dipigawé EMI ku ngaleungitkeun atawa greatly ngurangan arus frékuénsi luhur digambar ku EMI sources.The bubuka ferrite nyadiakeun impedansi frékuénsi cukup luhur pikeun ngurangan arus frékuénsi luhur. Dina téori, hiji ferrite idéal bakal nyadiakeun impedansi tinggi dina frékuénsi EMI jeung enol impedansi dina sagala frequencies lianna. impedansi maksimum tiasa didapet antara 10 MHz jeung 500 MHz gumantung kana bahan ferrite.
Kusabab konsisten sareng prinsip rékayasa listrik, dimana tegangan sareng arus AC diwakilan ku parameter kompleks, perméabilitas bahan tiasa dinyatakeun salaku parameter kompléks anu diwangun ku bagian nyata sareng imajinér. Ieu nunjukkeun dina frékuénsi luhur, dimana perméabilitas dibagi jadi dua komponén.Bagian nyata (μ') ngagambarkeun bagian réaktif, nu aya dina fase jeung medan magnet bolak-balik [2], sedengkeun bagian imajinér (μ”) ngagambarkeun karugian, nu kaluar tina fase jeung médan magnét bolak-balik. Ieu bisa ditembongkeun salaku komponén runtuyan (μs'μs") atawa dina komponén paralel (μp'μp"). Grafik dina Gambar 1, 2, jeung 3 nembongkeun komponén runtuyan perméabilitas awal kompléks salaku fungsi frékuénsi pikeun tilu bahan ferrite. Tipe bahan 73 nyaéta ferit mangan-séng, konduktivitas magnét awal nyaéta 2500. Tipe bahan 43 nyaéta ferit séng nikel kalayan perméabilitas awal 850. Tipe bahan 61 nyaéta ferit séng nikel kalayan perméabilitas awal 125.
Fokus dina komponén séri bahan Tipe 61 dina Gambar 3, urang tingali yén bagian nyata perméabilitas, μs ', tetep konstan kalawan ngaronjatna frékuénsi nepi ka frékuénsi kritis ngahontal, lajeng nurun gancang. lajeng puncak salaku μs' ragrag. Ieu panurunan dina μs' disababkeun ku awal résonansi ferrimagnetic. [3] Perlu diémutan yén langkung luhur perméabilitasna, langkung handap frékuénsina. Hubungan tibalik ieu mimiti dititénan ku Snoek sareng masihan rumus ieu:
dimana: ƒres = μs” frékuénsi dina maksimum γ = ratio gyromagnetic = 0,22 x 106 A-1 m μi = perméabilitas awal Msat = 250-350 Am-1
Kusabab cores ferrite dipaké dina tingkat sinyal lemah sareng aplikasi kakuatan museurkeun kana parameter magnét handap frékuénsi ieu, pabrik ferrite jarang nyebarkeun perméabilitas jeung / atawa leungitna data dina frequencies.However luhur, data frékuénsi luhur penting pisan nalika nangtukeun cores ferrite pikeun suprési EMI.
Karakteristik nu paling pabrik ferrite tangtukeun pikeun komponén dipaké pikeun suprési EMI nyaéta impedansi.Impedansi gampang diukur dina analyzer sadia komersil kalawan readout digital langsung.Hanjakalna, impedansi biasana dieusian dina frékuénsi husus sarta mangrupakeun skalar ngalambangkeun gedena kompléks. vektor impedansi.Sedengkeun informasi ieu berharga, éta mindeng teu cukup, utamana lamun modeling kinerja circuit of ferrites. Pikeun ngahontal ieu, nilai impedansi jeung sudut fase komponén, atawa perméabilitas kompléks bahan husus, kudu sadia.
Tapi malah saméméh dimimitian model kinerja komponén ferrite dina sirkuit, désainer kudu nyaho di handap:
dimana μ'= bagian nyata perméabilitas kompléks μ”= bagian imajinér perméabilitas kompléks j = vektor imajinér unit Lo= induktansi inti hawa
The impedansi inti beusi ogé dianggap kombinasi runtuyan réaktansi induktif (XL) jeung résistansi leungitna (Rs), duanana nu gumantung frékuénsi.A inti lossless bakal boga hiji impedansi dibikeun ku réaktansi nu:
dimana: Rs = total résistansi runtuyan = Rm + Re Rm = résistansi runtuyan sarimbag alatan karugian magnét Re = résistansi runtuyan sarimbag pikeun leungitna tambaga
Dina frékuénsi low, impedansi komponén utamana induktif. Nalika frékuénsi nambahan, induktansi nurun bari karugian naek jeung total impedansi naek. Gambar 4 mangrupakeun plot has XL, Rs jeung Z versus frékuénsi pikeun bahan perméabilitas sedeng urang. .
Lajeng réaktansi induktif sabanding jeung bagian nyata tina perméabilitas kompléks, ku Lo, induktansi hawa-inti:
Résistansi leungitna ogé sabanding jeung bagian imajinér tina perméabilitas kompléks ku konstanta sarua:
Dina Persamaan 9, bahan inti dirumuskeun ku µs 'jeung µs", sarta géométri inti dirumuskeun ku Lo. Ku kituna, sanggeus nyaho perméabilitas kompléks ferrites béda, hiji ngabandingkeun bisa dijieun pikeun ménta bahan paling merenah dina dipikahoyong. frékuénsi atawa rentang frékuénsi.After milih bahan pangalusna, éta waktuna pikeun milih komponén ukuran pangalusna.The ngagambarkeun vektor perméabilitas kompléks jeung impedansi ditémbongkeun dina Gambar 5.
Babandingan bentuk inti jeung bahan inti pikeun optimasi impedansi téh lugas lamun produsén nyadiakeun grafik perméabilitas kompléks versus frékuénsi pikeun bahan ferrite dianjurkeun pikeun aplikasi suprési. Hanjakal, informasi ieu jarang available.However, lolobana pabrik nyadiakeun perméabilitas awal jeung leungitna versus frékuénsi. kurva.Ti data ieu ngabandingkeun bahan dipaké pikeun ngaoptimalkeun impedansi inti bisa diturunkeun.
Ngarujuk kana Gambar 6, faktor perméabilitas jeung dissipation awal [4] tina bahan Fair-Rite 73 versus frékuénsi, asumsina désainer hayang ngajamin impedansi maksimum antara 100 jeung 900 kHz.73 bahan dipilih. Pikeun tujuan modeling, desainer ogé. kedah ngartos bagian réaktif sareng résistif tina véktor impedansi dina 100 kHz (105 Hz) sareng 900 kHz. Inpormasi ieu tiasa diturunkeun tina bagan ieu:
Dina 100kHz μs ' = μi = 2500 jeung (Tan δ / μi) = 7 x 10-6 sabab Tan δ = μs ”/ μs' tuluy μs” = (Tan δ / μi) x (μi) 2 = 43,8
Perlu dicatet yén, sakumaha anu diharapkeun, μ" nambihan sakedik kana total vektor perméabilitas dina frekuensi rendah ieu. Impedansi inti lolobana induktif.
Désainer terang yén inti kedah nampi kawat # 22 sareng pas kana rohangan 10 mm x 5 mm. Diaméter jerona bakal ditetepkeun salaku 0,8 mm. Pikeun ngajawab estimasi impedansi sareng komponenana, pilih heula manik kalayan diaméter luar 10 mm sareng jangkungna 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 dina 100 kHz
Dina hal ieu, sakumaha dina kalolobaan kasus, impedansi maksimum kahontal ku cara maké OD leutik kalawan panjang panjang. Lamun ID leuwih badag, misalna 4mm, sarta sabalikna.
Pendekatan anu sami tiasa dianggo upami plot impedansi per unit Lo sareng sudut fase versus frékuénsi disayogikeun. Angka 9, 10 sareng 11 ngagambarkeun kurva sapertos kitu pikeun tilu bahan anu sami anu dianggo di dieu.
Désainer hoyong ngajamin impedansi maksimum dina rentang frékuénsi 25 MHz nepi ka 100 MHz. spasi dewan sadia deui 10mm x 5mm sarta inti kedah nampi # 22 kawat awg. Ngarujuk kana Gambar 7 pikeun Unit impedansi Lo tina tilu bahan ferrite, atawa Gambar 8 pikeun perméabilitas kompléks tina tilu bahan anu sarua, pilih bahan 850 μi.[5] Ngagunakeun grafik dina Gambar 9, Z / Lo tina bahan perméabilitas sedeng nyaéta 350 x 108 ohm / H dina 25 MHz. Ngabéréskeun estimasi impedansi:
Diskusi saméméhna nganggap yén inti pilihan téh cylindrical. Lamun cores ferrite dipaké pikeun kabel pita datar, kabel dibuntel, atawa pelat perforated, itungan Lo jadi leuwih hese, sarta panjang jalur inti cukup akurat jeung inohong aréa éféktif kudu diala. keur ngitung induktansi inti hawa .Ieu bisa dilakukeun ku matematis slicing inti jeung nambahkeun panjang jalur diitung sarta aréa magnét pikeun tiap slice.Dina sakabeh kasus, kumaha oge, kanaékan atawa panurunan dina impedansi bakal sabanding jeung kanaékan atawa panurunan dina. jangkungna/panjang inti ferrite.[6]
Sakumaha didadarkeun di, lolobana pabrik nangtukeun cores pikeun aplikasi EMI dina watesan impedansi, tapi pamaké tungtung biasana kudu nyaho atenuasi. Hubungan anu aya antara dua parameter ieu:
Hubungan ieu gumantung kana impedansi sumber anu ngahasilkeun sora sareng impedansi beban anu nampi sora. 1 ohm pikeun beban sareng sumber impedansi, anu tiasa lumangsung nalika sumberna mangrupikeun catu daya modeu saklar sareng beban seueur sirkuit impedansi rendah, nyederhanakeun persamaan sareng ngamungkinkeun ngabandingkeun atenuasi inti ferrite.
Grafik dina Gambar 12 mangrupikeun sakumpulan kurva anu nunjukkeun hubungan antara impedansi bead tameng sareng atenuasi pikeun seueur nilai umum beban tambah impedansi generator.
Gambar 13 mangrupa sirkuit sarimbag tina sumber interferensi kalawan lalawanan internal Zs. Sinyal gangguan dihasilkeun ku séri impedansi Zsc tina inti suppressor jeung impedansi beban ZL.
Angka 14 sareng 15 mangrupikeun grafik impedansi versus suhu pikeun tilu bahan ferrite anu sami. Anu paling stabil tina bahan ieu nyaéta bahan 61 kalayan réduksi impedansi 8% dina 100º C sareng 100 MHz. Kontras, bahan 43 nunjukkeun 25 % turunna impedansi dina frékuénsi anu sarua jeung kurva temperature.These, lamun disadiakeun, bisa dipaké pikeun nyaluyukeun impedansi suhu kamar dieusian lamun atenuasi dina suhu elevated diperlukeun.
Salaku kalawan suhu, arus suplai DC jeung 50 atawa 60 Hz ogé mangaruhan sipat ferrite alamiah sarua, anu dina gilirannana ngakibatkeun impedansi inti handap. Angka 16, 17 jeung 18 mangrupakeun kurva has illustrating pangaruh bias dina impedansi tina bahan ferrite. .Kurva Ieu ngajelaskeun degradasi impedansi salaku fungsi kakuatan médan pikeun bahan tinangtu salaku fungsi frékuénsi.Perlu dicatet yén pangaruh bias diminishes sakumaha frékuénsi nambahan.
Kusabab data ieu disusun, Fair-Rite Products geus diwanohkeun dua materials.Our anyar 44 mangrupakeun bahan perméabilitas sedeng nikel-séng jeung urang 31 mangrupakeun bahan perméabilitas tinggi mangan-séng.
angka 19 mangrupakeun plot tina impedansi versus frékuénsi pikeun manik tina ukuran anu sarua dina 31, 73, 44 jeung 43 bahan. Bahan 44 mangrupa ningkat 43 bahan kalawan luhur resistivity DC, 109 ohm cm, sipat shock termal hadé, stabilitas suhu jeung suhu Curie luhur (Tc) .The 44 bahan boga impedansi rada luhur versus ciri frékuénsi dibandingkeun bahan urang 43. Bahan stasioner 31 némbongkeun hiji impedansi luhur batan boh 43 atawa 44 leuwih sakabéh rentang frékuénsi ukur.The 31 dirancang pikeun alleviate nu masalah résonansi diménsi nu mangaruhan kinerja suprési frékuénsi low of cores mangan-séng gedé tur geus hasil dilarapkeun ka cores suprési konektor kabel sarta cores toroidal badag.Gambar 20 mangrupa plot tina impedansi versus frékuénsi pikeun 43, 31, jeung 73 bahan pikeun Fair -Inti Rite kalayan 0.562″ OD, 0.250 ID, sareng 1.125 HT. Lamun ngabandingkeun Gambar 19 jeung Gambar 20, eta kudu dicatet yén pikeun cores leutik, pikeun frékuénsi nepi ka 25 MHz, 73 bahan mangrupa bahan suppressor pangalusna. Sanajan kitu, salaku bagian cross core naek, frékuénsi maksimum nurun. Ditémbongkeun saperti dina data dina Gambar 20, 73 nu pangalusna Frékuénsi pangluhurna nyaéta 8 MHz. Ogé sia ​​noting yén bahan 31 ngalakukeun ogé dina rentang frékuénsi ti 8 MHz nepi ka 300 MHz. Sanajan kitu, salaku ferrite séng mangan, bahan 31 ngabogaan résistansi volume leuwih handap 102 ohm -cm, sarta parobahan impedansi leuwih ku parobahan suhu ekstrim.
Glosarium Air Core Induktansi - Lo (H) The induktansi anu bakal diukur lamun inti miboga perméabilitas seragam jeung sebaran fluks tetep konstan. Rumus umum Lo= 4π N2 10-9 (H) C1 Ring Lo = .0461 N2 log10 (OD / ID) Ht 10-8 (H) Diménsi aya dina mm
Atenuasi - A (dB) Pangurangan amplitudo sinyal dina pangiriman ti hiji titik ka titik anu sanés. Ieu mangrupikeun rasio skalar tina amplitudo input sareng amplitudo kaluaran, dina decibel.
Inti Konstanta - C1 (cm-1) Jumlah panjang jalur magnét unggal bagian tina sirkuit magnét dibagi ku wewengkon magnét pakait tina bagian anu sarua.
Inti Konstanta - C2 (cm-3) Jumlah panjang sirkuit magnét unggal bagian tina sirkuit magnét dibagi kuadrat domain magnét pakait tina bagian anu sarua.
Diménsi éféktif wewengkon jalur magnét Ae (cm2), panjang jalur le (cm) jeung volume Ve (cm3) Pikeun géométri inti tinangtu, dianggap yén panjang jalur magnét, aréa cross-sectional, sarta volume inti toroida miboga sipat bahan anu sarua jeung bahan kudu mibanda sipat magnét sarua jeung inti dibikeun.
Kakuatan Médan - H (Oersted) Hiji parameter characterizing gedena kakuatan médan.H = .4 π NI/le (Oersted)
Kapadetan Fluks - B (Gaussian) Parameter pakait tina médan magnét induksi di wewengkon normal kana jalur fluks.
Impedansi - Z (ohm) Impedansi ferrite bisa dinyatakeun dina watesan perméabilitas kompléks na.Z = jωLs + Rs = jωLo(μs'- jμs") (ohm)
Tangén Leungit - tan δ Tangén leungitna ferrite sarua jeung résistansi sirkuit Q.
Faktor Leungitna - tan δ / μi Panyabutan fase antara komponén dasar dénsitas fluks magnét sareng kakuatan médan kalayan perméabilitas awal.
Perméabilitas Magnét - μ Perméabilitas magnét diturunkeun tina rasio dénsitas fluks magnét sareng kakuatan médan bolak anu diterapkeun nyaéta…
Amplitudo perméabilitas, μa – lamun nilai nu ditangtukeun dénsitas fluks leuwih gede ti nilai dipaké pikeun perméabilitas awal.
Éféktif perméabilitas, μe - Nalika jalur magnét diwangun ku hiji atawa leuwih celah hawa, perméabilitas nyaéta perméabilitas bahan homogén hypothetical nu bakal nyadiakeun horéam sarua.
In Compliance mangrupikeun sumber utama warta, inpormasi, pendidikan sareng inspirasi pikeun profésional rékayasa listrik sareng éléktronik.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Atikan Énergi jeung Power Industri Téknologi Émbaran Médis Militer jeung Pertahanan