फिल्टर कॅपेसिटर, कॉमन-मोड इंडक्टर्स आणि मॅग्नेटिक बीड्स हे EMC डिझाइन सर्किट्समध्ये सामान्य आकृत्या आहेत आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंटरफेरन्स दूर करण्यासाठी देखील हे तीन शक्तिशाली साधने आहेत.
सर्किटमधील या तिघांच्या भूमिकेबद्दल, मला वाटते की असे बरेच अभियंते आहेत ज्यांना समजत नाही, हा लेख तीन EMC शार्पस्ट काढून टाकण्याच्या तत्त्वाचे तपशीलवार विश्लेषण डिझाइनमधून आहे.
१.फिल्टर कॅपेसिटर
उच्च-फ्रिक्वेन्सी आवाज फिल्टर करण्याच्या दृष्टिकोनातून कॅपेसिटरचा अनुनाद अवांछनीय असला तरी, कॅपेसिटरचा अनुनाद नेहमीच हानिकारक नसतो.
जेव्हा फिल्टर करायच्या आवाजाची वारंवारता निश्चित केली जाते, तेव्हा कॅपेसिटरची क्षमता समायोजित केली जाऊ शकते जेणेकरून रेझोनंट पॉइंट फक्त डिस्टर्बन्स फ्रिक्वेन्सीवर येईल.
व्यावहारिक अभियांत्रिकीमध्ये, फिल्टर करायच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाजाची वारंवारता बहुतेकदा शेकडो मेगाहर्ट्झ इतकी किंवा 1GHz पेक्षा जास्त असते. अशा उच्च वारंवारता इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाजासाठी, प्रभावीपणे फिल्टर करण्यासाठी थ्रू-कोर कॅपेसिटर वापरणे आवश्यक आहे.
सामान्य कॅपेसिटर उच्च-फ्रिक्वेन्सी आवाज प्रभावीपणे फिल्टर करू शकत नाहीत याचे दोन कारण आहेत:
(१) एक कारण असे आहे की कॅपेसिटर लीडच्या इंडक्टन्समुळे कॅपेसिटर रेझोनान्स होतो, जो उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नलला मोठा अडथळा निर्माण करतो आणि उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नलचा बायपास प्रभाव कमकुवत करतो;
(२) दुसरे कारण म्हणजे उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नल जोडणाऱ्या तारांमधील परजीवी कॅपेसिटन्स, फिल्टरिंग प्रभाव कमी करते.
थ्रू-कोर कॅपेसिटर उच्च-फ्रिक्वेन्सी आवाज प्रभावीपणे फिल्टर करू शकतो याचे कारण म्हणजे थ्रू-कोर कॅपेसिटरमध्ये केवळ लीड इंडक्टन्समुळे कॅपेसिटर रेझोनन्स फ्रिक्वेन्सी खूप कमी होण्याची समस्या नसते.
आणि थ्रू-कोर कॅपेसिटर थेट मेटल पॅनेलवर स्थापित केला जाऊ शकतो, मेटल पॅनेलचा वापर करून उच्च-फ्रिक्वेन्सी आयसोलेशनची भूमिका बजावली जाते. तथापि, थ्रू-कोर कॅपेसिटर वापरताना, लक्ष देण्याची समस्या म्हणजे इंस्टॉलेशन समस्या.
थ्रू-कोर कॅपेसिटरची सर्वात मोठी कमकुवतता म्हणजे उच्च तापमान आणि तापमानाच्या प्रभावाची भीती, ज्यामुळे थ्रू-कोर कॅपेसिटरला मेटल पॅनेलवर वेल्डिंग करताना मोठ्या अडचणी येतात.
वेल्डिंग दरम्यान अनेक कॅपेसिटर खराब होतात. विशेषतः जेव्हा पॅनेलवर मोठ्या संख्येने कोर कॅपेसिटर बसवावे लागतात, जोपर्यंत नुकसान आहे तोपर्यंत ते दुरुस्त करणे कठीण असते, कारण जेव्हा खराब झालेले कॅपेसिटर काढून टाकले जाते तेव्हा ते जवळच्या इतर कॅपेसिटरना नुकसान पोहोचवते.
२.कॉमन मोड इंडक्टन्स
EMC ला येणाऱ्या समस्या बहुतेक सामान्य मोड इंटरफेरन्स असल्याने, कॉमन मोड इंडक्टर्स हे देखील आमच्या सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या शक्तिशाली घटकांपैकी एक आहेत.
कॉमन मोड इंडक्टर हे एक कॉमन मोड इंटरफेरन्स सप्रेशन डिव्हाइस आहे ज्यामध्ये फेराइट हा कोर असतो, ज्यामध्ये एकाच आकाराचे दोन कॉइल असतात आणि त्याच संख्येचे वळण एकाच फेराइट रिंग मॅग्नेटिक कोरवर सममितीयपणे जखम केलेले असतात आणि चार-टर्मिनल डिव्हाइस तयार करतात, ज्यामध्ये कॉमन मोड सिग्नलसाठी मोठा इंडक्टन्स सप्रेशन इफेक्ट असतो आणि डिफरेंशियल मोड सिग्नलसाठी एक लहान लीकेज इंडक्टन्स असतो.
तत्व असे आहे की जेव्हा सामान्य मोड करंट वाहतो तेव्हा चुंबकीय रिंगमधील चुंबकीय प्रवाह एकमेकांवर प्रभाव पाडतात, त्यामुळे लक्षणीय इंडक्टन्स असतो, जो सामान्य मोड करंटला प्रतिबंधित करतो आणि जेव्हा दोन कॉइल डिफरेंशियल मोड करंटमधून वाहतात तेव्हा चुंबकीय रिंगमधील चुंबकीय प्रवाह एकमेकांना रद्द करतात आणि जवळजवळ कोणताही इंडक्टन्स नसतो, म्हणून डिफरेंशियल मोड करंट अ‍ॅटेन्युएशनशिवाय जाऊ शकतो.
म्हणून, कॉमन मोड इंडक्टर बॅलन्स्ड लाइनमधील कॉमन मोड इंटरफेरन्स सिग्नल प्रभावीपणे दाबू शकतो, परंतु डिफरेंशियल मोड सिग्नलच्या सामान्य ट्रान्समिशनवर त्याचा कोणताही परिणाम होत नाही.
कॉमन मोड इंडक्टर्स तयार करताना त्यांनी खालील आवश्यकता पूर्ण केल्या पाहिजेत:
(१) कॉइलच्या कोरवर असलेल्या तारांना इन्सुलेटेड केले पाहिजे जेणेकरून तात्काळ ओव्हरव्होल्टेजच्या क्रियेमुळे कॉइलच्या वळणांमध्ये ब्रेकडाउन शॉर्ट सर्किट होणार नाही;
(२) जेव्हा कॉइल तात्काळ मोठ्या प्रवाहातून वाहते तेव्हा चुंबकीय गाभा संतृप्त होऊ नये;
(३) तात्काळ ओव्हरव्होल्टेजच्या क्रियेमुळे दोघांमध्ये बिघाड होऊ नये म्हणून कॉइलमधील चुंबकीय गाभा कॉइलपासून इन्सुलेटेड असावा;
(४) कॉइलची परजीवी क्षमता कमी करण्यासाठी आणि क्षणिक ओव्हरव्होल्टेज प्रसारित करण्याची कॉइलची क्षमता वाढविण्यासाठी, कॉइल शक्य तितक्या एकाच थरात गुंडाळली पाहिजे.
सामान्य परिस्थितीत, फिल्टर करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या फ्रिक्वेन्सी बँडच्या निवडीकडे लक्ष देताना, कॉमन-मोड इंडक्टर जितका मोठा असेल तितका चांगला, म्हणून कॉमन-मोड इंडक्टर निवडताना आपल्याला डिव्हाइस डेटा पाहण्याची आवश्यकता आहे, प्रामुख्याने इम्पेडन्स फ्रिक्वेन्सी वक्रनुसार.
याव्यतिरिक्त, निवडताना, सिग्नलवरील डिफरेंशियल मोड इम्पेडन्सच्या प्रभावाकडे लक्ष द्या, प्रामुख्याने डिफरेंशियल मोड इम्पेडन्सवर लक्ष केंद्रित करा, विशेषतः हाय-स्पीड पोर्टकडे लक्ष द्या.
३.चुंबकीय मणी
उत्पादन डिजिटल सर्किट EMC डिझाइन प्रक्रियेत, आम्ही अनेकदा चुंबकीय मणी वापरतो, फेराइट मटेरियल लोह-मॅग्नेशियम मिश्रधातू किंवा लोह-निकेल मिश्रधातू आहे, या मटेरियलमध्ये उच्च चुंबकीय पारगम्यता आहे, तो उच्च वारंवारता आणि उच्च प्रतिकार निर्माण केलेल्या कॅपेसिटन्सच्या बाबतीत कॉइल वाइंडिंग दरम्यान इंडक्टर असू शकतो.
फेराइट मटेरियल सामान्यतः उच्च फ्रिक्वेन्सीवर वापरले जातात, कारण कमी फ्रिक्वेन्सीवर त्यांच्या मुख्य इंडक्टन्स वैशिष्ट्यांमुळे रेषेवरील तोटा खूपच कमी होतो. उच्च फ्रिक्वेन्सीवर, ते प्रामुख्याने अभिक्रिया वैशिष्ट्यपूर्ण गुणोत्तर असतात आणि वारंवारतेनुसार बदलतात. व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, फेराइट मटेरियल रेडिओ फ्रिक्वेन्सी सर्किटसाठी उच्च फ्रिक्वेन्सी अ‍ॅटेन्युएटर म्हणून वापरले जातात.
खरं तर, फेराइट हा रेझिस्टन्स आणि इंडक्टन्सच्या समांतरापेक्षा चांगला असतो, कमी फ्रिक्वेन्सीवर इंडक्टरद्वारे रेझिस्टन्स शॉर्ट-सर्किट केला जातो आणि उच्च फ्रिक्वेन्सीवर इंडक्टर प्रतिबाधा खूप जास्त होते, ज्यामुळे संपूर्ण विद्युतप्रवाह रेझिस्टन्समधून जातो.
फेराइट हे एक वापरणारे उपकरण आहे ज्यावर उच्च-फ्रिक्वेन्सी ऊर्जा उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतरित होते, जी त्याच्या विद्युत प्रतिरोधक वैशिष्ट्यांद्वारे निश्चित केली जाते. फेराइट चुंबकीय मण्यांमध्ये सामान्य इंडक्टर्सपेक्षा उच्च-फ्रिक्वेन्सी फिल्टरिंग वैशिष्ट्ये चांगली असतात.
फेराइट उच्च फ्रिक्वेन्सीवर प्रतिरोधक असतो, जो अत्यंत कमी दर्जाच्या घटकासह प्रेरक असतो, म्हणून तो विस्तृत फ्रिक्वेन्सी श्रेणीवर उच्च प्रतिबाधा राखू शकतो, ज्यामुळे उच्च फ्रिक्वेन्सी फिल्टरिंगची कार्यक्षमता सुधारते.
कमी फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये, प्रतिबाधा इंडक्टन्सने बनलेली असते. कमी फ्रिक्वेन्सीवर, R खूप लहान असतो आणि कोरची चुंबकीय पारगम्यता जास्त असते, म्हणून इंडक्टन्स मोठा असतो. L एक प्रमुख भूमिका बजावते आणि परावर्तनाद्वारे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप दाबला जातो. आणि यावेळी, चुंबकीय कोरचे नुकसान कमी असते, संपूर्ण डिव्हाइस कमी नुकसान असते, इंडक्टरची उच्च Q वैशिष्ट्ये असतात, या इंडक्टरमुळे अनुनाद निर्माण करणे सोपे असते, म्हणून कमी फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये, कधीकधी फेराइट चुंबकीय मणी वापरल्यानंतर वाढलेला हस्तक्षेप होऊ शकतो.
उच्च वारंवारता बँडमध्ये, प्रतिबाधा ही प्रतिरोधक घटकांपासून बनलेली असते. वारंवारता वाढत असताना, चुंबकीय कोरची पारगम्यता कमी होते, परिणामी प्रेरकांच्या प्रेरकतेत घट होते आणि प्रेरक अभिक्रिया घटकात घट होते.
तथापि, यावेळी, चुंबकीय गाभ्याचे नुकसान वाढते, प्रतिकार घटक वाढतो, परिणामी एकूण प्रतिबाधा वाढते आणि जेव्हा उच्च-फ्रिक्वेंसी सिग्नल फेराइटमधून जातो तेव्हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप शोषला जातो आणि उष्णता नष्ट होण्याच्या स्वरूपात रूपांतरित होतो.
फेराइट सप्रेशन घटकांचा वापर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड, पॉवर लाईन्स आणि डेटा लाईन्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. उदाहरणार्थ, उच्च-फ्रिक्वेन्सी हस्तक्षेप फिल्टर करण्यासाठी प्रिंटेड बोर्डच्या पॉवर कॉर्डच्या इनलेट एंडमध्ये फेराइट सप्रेशन घटक जोडला जातो.
फेराइट मॅग्नेटिक रिंग किंवा मॅग्नेटिक बीडचा वापर विशेषतः सिग्नल लाईन्स आणि पॉवर लाईन्सवरील उच्च-फ्रिक्वेन्सी इंटरफेरन्स आणि पीक इंटरफेरन्स दाबण्यासाठी केला जातो आणि त्यात इलेक्ट्रोस्टॅटिक डिस्चार्ज पल्स इंटरफेरन्स शोषण्याची क्षमता देखील असते. चिप मॅग्नेटिक बीड्स किंवा चिप इंडक्टर्सचा वापर प्रामुख्याने व्यावहारिक अनुप्रयोगावर अवलंबून असतो.
रेझोनंट सर्किट्समध्ये चिप इंडक्टर्स वापरले जातात. जेव्हा अनावश्यक ईएमआय आवाज काढून टाकण्याची आवश्यकता असते, तेव्हा चिप मॅग्नेटिक बीड्सचा वापर हा सर्वोत्तम पर्याय असतो.
चिप मॅग्नेटिक बीड्स आणि चिप इंडक्टर्सचा वापर
चिप इंडक्टर्स:रेडिओ फ्रिक्वेन्सी (RF) आणि वायरलेस कम्युनिकेशन्स, माहिती तंत्रज्ञान उपकरणे, रडार डिटेक्टर, ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स, सेल्युलर फोन, पेजर, ऑडिओ उपकरणे, वैयक्तिक डिजिटल सहाय्यक (PDA), वायरलेस रिमोट कंट्रोल सिस्टम आणि कमी-व्होल्टेज पॉवर सप्लाय मॉड्यूल.
चिप मॅग्नेटिक मणी:घड्याळ-निर्मिती सर्किट्स, अॅनालॉग आणि डिजिटल सर्किट्समधील फिल्टरिंग, I/O इनपुट/आउटपुट अंतर्गत कनेक्टर (जसे की सिरीयल पोर्ट, पॅरलल पोर्ट, कीबोर्ड, माईस, लांब-अंतराचे दूरसंचार, स्थानिक क्षेत्र नेटवर्क), हस्तक्षेपास संवेदनशील RF सर्किट्स आणि लॉजिक डिव्हाइसेस, पॉवर सप्लाय सर्किट्स, संगणक, प्रिंटर, व्हिडिओ रेकॉर्डर्स (VCRS) मध्ये उच्च-फ्रिक्वेन्सी कंडक्टेड इंटरफेरन्सचे फिल्टरिंग, टेलिव्हिजन सिस्टम आणि मोबाइल फोनमध्ये EMI नॉइज सप्रेशन.
चुंबकीय मणीचे एकक ओम आहे, कारण चुंबकीय मणीचे एकक विशिष्ट वारंवारतेवर निर्माण होणाऱ्या प्रतिबाधानुसार नाममात्र असते आणि प्रतिबाधेचे एकक देखील ओम आहे.
चुंबकीय मणी DATASHEET सामान्यतः वक्रची वारंवारता आणि प्रतिबाधा वैशिष्ट्ये प्रदान करेल, सामान्यतः मानक म्हणून 100MHz, उदाहरणार्थ, जेव्हा चुंबकीय मणीचा प्रतिबाधा 1000 ohms च्या समतुल्य असतो तेव्हा 100MHz ची वारंवारता.
आपल्याला ज्या फ्रिक्वेन्सी बँडला फिल्टर करायचे आहे त्यासाठी आपल्याला चुंबकीय मणीचा प्रतिबाधा जितका मोठा असेल तितका चांगला निवडावा लागेल, सहसा 600 ओम प्रतिबाधा किंवा त्याहून अधिक निवडावा लागेल.
याव्यतिरिक्त, चुंबकीय मणी निवडताना, चुंबकीय मणींच्या प्रवाहाकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे, जे सामान्यतः 80% ने कमी करणे आवश्यक आहे आणि पॉवर सर्किटमध्ये वापरताना व्होल्टेज ड्रॉपवर डीसी प्रतिबाधाचा प्रभाव विचारात घेतला पाहिजे.
पोस्ट वेळ: जुलै-२४-२०२३
