필터 커패시터, 공통 모드 인덕터 및 자기 비드는 EMC 설계 회로의 일반적인 수치이며 전자기 간섭을 제거하는 세 가지 강력한 도구이기도 합니다.
회로에서 이 세 가지 역할에 대해 이해하지 못하는 엔지니어가 많다고 생각합니다. 이 기사에서는 가장 날카로운 세 가지 EMC 제거 원리를 자세히 분석했습니다.
1. 필터 커패시터
커패시터의 공진은 고주파 노이즈를 필터링하는 관점에서 바람직하지 않지만 커패시터의 공진이 항상 해로운 것은 아닙니다.
필터링할 잡음의 주파수가 결정되면 공진점이 방해 주파수에 떨어지도록 커패시터의 용량을 조정할 수 있습니다.
실제 엔지니어링에서 필터링할 전자기 잡음의 주파수는 수백 MHz, 심지어 1GHz를 초과하는 경우가 많습니다. 이러한 고주파 전자기 잡음의 경우 스루 코어 커패시터를 사용하여 효과적으로 필터링해야 합니다.
일반 커패시터가 고주파 잡음을 효과적으로 필터링할 수 없는 이유는 다음 두 가지 때문입니다.
(1) 한 가지 이유는 커패시터 리드의 인덕턴스가 커패시터 공진을 유발하여 고주파 신호에 큰 임피던스를 제공하고 고주파 신호의 바이패스 효과를 약화시키기 때문입니다.
(2) 또 다른 이유는 고주파 신호를 결합하는 와이어 사이의 기생 커패시턴스가 필터링 효과를 감소시키기 때문입니다.
스루 코어 커패시터가 고주파 노이즈를 효과적으로 필터링할 수 있는 이유는 스루 코어 커패시터가 리드 인덕턴스로 인해 커패시터 공진 주파수가 너무 낮다는 문제가 없을 뿐만 아니라,
그리고 스루 코어 커패시터는 금속 패널을 사용하여 금속 패널에 직접 설치하여 고주파 절연 역할을 할 수 있습니다. 그러나 스루코어 커패시터를 사용할 때 주의해야 할 문제는 설치 문제이다.
스루코어 커패시터의 가장 큰 약점은 고온 및 온도 충격에 대한 두려움이며, 이는 스루코어 커패시터를 금속 패널에 용접할 때 큰 어려움을 초래합니다.
용접 중에 많은 커패시터가 손상됩니다. 특히 패널에 다수의 코어 커패시터를 설치해야 하는 경우 손상이 있는 한 수리가 어렵습니다. 손상된 커패시터를 제거하면 근처의 다른 커패시터가 손상될 수 있기 때문입니다.
2.공통 모드 인덕턴스
EMC가 직면한 문제는 대부분 공통 모드 간섭이므로 공통 모드 인덕터도 일반적으로 사용되는 강력한 구성 요소 중 하나입니다.
공통 모드 인덕터는 페라이트를 코어로 하는 공통 모드 간섭 억제 장치로, 동일한 페라이트 링 자기 코어에 대칭으로 감겨진 동일한 크기와 동일한 회전 수의 두 개의 코일로 구성되어 4단자 장치를 형성합니다. 공통 모드 신호에 대한 인덕턴스 억제 효과가 크고, 차동 모드 신호에 대한 누설 인덕턴스가 작습니다.
원리는 공통 모드 전류가 흐를 때 자기 링의 자속이 서로 중첩되어 상당한 인덕턴스를 갖게 되어 공통 모드 전류를 억제하고 두 코일이 차동 모드 전류를 통해 흐를 때 자속이 커진다는 것입니다. 자기 링에서는 서로 상쇄되고 인덕턴스가 거의 없으므로 차동 모드 전류는 감쇠 없이 통과할 수 있습니다.
따라서 공통 모드 인덕터는 평형 라인에서 공통 모드 간섭 신호를 효과적으로 억제할 수 있지만 차동 모드 신호의 정상적인 전송에는 영향을 미치지 않습니다.
공통 모드 인덕터는 제조 시 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.
(1) 코일 코어에 감겨진 전선은 순간적인 과전압 작용 하에서 코일 권선 사이에 단락 단락이 발생하지 않도록 절연되어야 합니다.
(2) 코일에 순간적인 대전류가 흐를 때 자기 코어가 포화되어서는 안 된다.
(3) 코일의 자기 코어는 순간적인 과전압 작용으로 인해 둘 사이의 파손을 방지하기 위해 코일로부터 절연되어야 합니다.
(4) 코일의 기생 용량을 줄이고 일시적인 과전압을 전달하는 코일의 능력을 향상시키기 위해 코일은 가능한 한 단일 층으로 감겨 있어야 합니다.
일반적인 상황에서는 필터링에 필요한 주파수 대역 선택에 주의를 기울이면서 공통 모드 임피던스가 클수록 좋습니다. 따라서 공통 모드 인덕터를 선택할 때 주로 다음 사항에 따라 장치 데이터를 살펴봐야 합니다. 임피던스 주파수 곡선.
또한 선택 시 차동 모드 임피던스가 신호에 미치는 영향에 주의하십시오. 주로 차동 모드 임피던스에 중점을 두고 특히 고속 포트에 주의를 기울이십시오.
3.자석구슬
제품 디지털 회로 EMC 설계 프로세스에서 우리는 종종 자기 비드를 사용합니다. 페라이트 재료는 철-마그네슘 합금 또는 철-니켈 합금이며 이 재료는 높은 투자율을 가지며 높은 경우 코일 권선 사이의 인덕터가 될 수 있습니다. 주파수 및 높은 저항으로 인해 커패시턴스가 최소로 생성됩니다.
페라이트 재료는 일반적으로 고주파수에서 사용됩니다. 그 이유는 낮은 주파수에서 주요 인덕턴스 특성으로 인해 라인 손실이 매우 작기 때문입니다. 고주파에서는 주로 리액턴스 특성 비율이며 주파수에 따라 변경됩니다. 실제 응용 분야에서 페라이트 재료는 무선 주파수 회로의 고주파 감쇠기로 사용됩니다.
실제로 페라이트는 저항과 인덕턴스의 병렬이 더 좋고, 저주파에서는 인덕터에 의해 저항이 단락되고, 고주파에서는 인덕터 임피던스가 상당히 높아지므로 전류가 모두 저항을 통과하게 됩니다.
페라이트는 고주파에너지를 열에너지로 변환하는 소모소자로서 전기저항 특성에 따라 결정됩니다. 페라이트 자기 비드는 일반 인덕터보다 고주파 필터링 특성이 더 좋습니다.
페라이트는 고주파에서 저항성이 있어 품질 계수가 매우 낮은 인덕터와 동일하므로 넓은 주파수 범위에 걸쳐 높은 임피던스를 유지할 수 있어 고주파 필터링 효율이 향상됩니다.
저주파 대역에서는 임피던스가 인덕턴스로 구성됩니다. 저주파에서는 R이 매우 작고 코어의 투자율이 높기 때문에 인덕턴스가 크다. L이 중요한 역할을 하며 반사에 의해 전자파 간섭이 억제됩니다. 그리고 이때 자기 코어의 손실이 작고, 장치 전체가 손실이 적고, 인덕터의 Q 특성이 높으며, 이 인덕터는 공진을 일으키기 쉽기 때문에 저주파 대역에서는 간섭이 강화되는 경우도 있습니다. 페라이트 자기 비드 사용 후.
고주파수 대역에서 임피던스는 저항 성분으로 구성됩니다. 주파수가 증가함에 따라 자기 코어의 투자율이 감소하여 인덕터의 인덕턴스가 감소하고 유도 리액턴스 성분이 감소합니다.
그러나 이때 자기코어의 손실이 증가하고 저항성분이 증가하여 전체 임피던스가 증가하게 되며, 고주파 신호가 페라이트를 통과하게 되면 전자기 간섭이 흡수되어 다음과 같은 형태로 변환된다. 열 방출의.
페라이트 억제 부품은 인쇄 회로 기판, 전력선 및 데이터 라인에 널리 사용됩니다. 예를 들어, 고주파 간섭을 필터링하기 위해 인쇄 기판의 전원 코드 입구 끝에 페라이트 억제 요소가 추가됩니다.
페라이트 자기 링 또는 자기 비드는 신호선 및 전력선의 고주파 간섭 및 피크 간섭을 억제하기 위해 특별히 사용되며 정전기 방전 펄스 간섭을 흡수하는 기능도 있습니다. 칩 자기 비드 또는 칩 인덕터의 사용은 주로 실제 적용에 따라 달라집니다.
칩 인덕터는 공진 회로에 사용됩니다. 불필요한 EMI 잡음을 제거해야 하는 경우 칩 자기 비드를 사용하는 것이 최선의 선택입니다.
칩 마그네틱 비드 및 칩 인덕터 적용
칩 인덕터:무선 주파수(RF) 및 무선 통신, 정보 기술 장비, 레이더 감지기, 자동차 전자 장치, 휴대폰, 호출기, 오디오 장비, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 무선 원격 제어 시스템 및 저전압 전원 공급 장치 모듈.
칩 자기 비드:클록 생성 회로, 아날로그와 디지털 회로 간 필터링, I/O 입력/출력 내부 커넥터(예: 직렬 포트, 병렬 포트, 키보드, 마우스, 장거리 통신, 근거리 통신망), RF 회로 및 논리 장치 간섭, 전원 공급 장치 회로, 컴퓨터, 프린터, 비디오 레코더(VCRS)의 고주파 전도성 간섭 필터링, 텔레비전 시스템 및 휴대폰의 EMI 잡음 억제.
자기 비드의 단위는 옴입니다. 왜냐하면 자기 비드의 단위는 특정 주파수에서 생성되는 임피던스에 따라 공칭이고 임피던스의 단위도 옴이기 때문입니다.
자기 비드 DATASHEET는 일반적으로 곡선의 주파수 및 임피던스 특성을 제공하며, 일반적으로 100MHz를 표준으로 제공합니다. 예를 들어 자기 비드의 임피던스가 1000옴에 해당할 때 100MHz의 주파수를 사용합니다.
필터링하려는 주파수 대역의 경우 자기 비드의 임피던스가 클수록 더 좋으며 일반적으로 600ohm 이상의 임피던스를 선택해야 합니다.
또한, 자기 비드를 선택할 때 자기 비드의 자속(flux)에 주의할 필요가 있는데 일반적으로 80%로 감소해야 하며, 전원 회로에 사용할 경우 DC 임피던스가 전압 강하에 미치는 영향을 고려해야 합니다.
게시 시간: 2023년 7월 24일
