Conheça o dispositivo de inibição EMI "ferritos"
Sobre o Ferro
Ferrit é um material que contém óxido de ferro e uma certa quantidade de níquel, zinco, manganês e outros elementos, com alta condutividade magnética e baixa intensidade de indução de saturação magnética; Quando o dispositivo indutivo não pode ser usado para alta frequência, pode ser usado uma bola magnética de ferro ou um anel magnético, o dispositivo de ferro e a aplicação são mostrados na figura abaixo.
As bolas magnéticas de ferrita são geralmente usadas em ocasiões de alta frequência, e em altas frequências, as bolas magnéticas de ferrita têm resistência elétrica e estão relacionadas à frequência. Em baixa frequência, a indução é pequena e a perda de linha é pequena; As bolas magnéticas de ferro são atenuadores de alta frequência de energia de RF.
Esses dispositivos ferritos são filtros de absorção e consistem em dispositivos que consomem. Dentro da banda de resistência, há dispositivos de consumo que transformam a energia da perturbação eletromagnética em perda de calor após a absorção, desempenhando assim o papel de filtro. O material de ferrite é um dispositivo consumido amplamente utilizado que pode ser usado para formar um filtro de passagem baixa.
Ferritos são materiais magnéticos ferrosos com estrutura de rede cúbica. Seu processo de fabricação e propriedades mecânicas são semelhantes à cerâmica, a cor é cinza-preto, também conhecida como porcelana magnética preta. A estrutura molecular da ferrita é MO · Fe2O3, onde MO é óxido metálico, geralmente MnO ou ZnO. Diferentes usos selecionam os materiais de ferritura correspondentes, além de diferentes faixas de frequência aplicáveis, ferritos são divididos em faixas médias de 20 ~ 150KHz, faixas médias e altas de 100 ~ 500KHz e faixas ultra-alta de 500 ~ 1000KHz.
二、Características do Ferro.
Embora a impedância de indução do fio através do núcleo magnético de ferrite seja aumentada com o aumento da frequência, no entanto, em diferentes frequências, o mecanismo é completamente diferente.
Como mostrado na figura abaixo, a impedância da ferrita é composta por sua resistência R e indução X.
Na faixa de freqüência baixa, a impedância é constituída por uma resistência indutiva. Neste ponto, a condutividade magnética do núcleo é maior, a indutividade é maior, então a perda do núcleo é menor, todo o dispositivo é uma baixa perda, alta Q características de indução, esta indução é fácil de causar ressonância. Portanto, nas bandas de baixa frequência, às vezes há um aumento de interferência.
Na banda de alta frequência, a impedância é composta de componentes de resistência. Com o aumento da frequência, a condutividade magnética do núcleo magnético diminui, a indutividade da indução diminui e a composição da resistência diminui. No entanto, neste momento, a perda do núcleo magnético aumenta e o componente de resistência aumenta, levando a um aumento na impedância total.
Quando os sinais de alta frequência passam pelo ferrite, a energia eletromagnética é dissipada na forma de calor.
Os circuitos equivalentes de ferritos em baixa e alta frequência são diferentes
A baixa frequência é uma indução e a alta frequência é a resistência que muda com a frequência.
- Portanto, a indução e o capacitor no circuito formam um circuito de ressonância, aumentando a interferência em certas frequências. A resistência elétrica reduz substancialmente a interferência através do consumo de energia.
Quando o fio de ferro flui através da corrente, o campo magnético será criado no núcleo de ferro, quando a força do campo magnético excede um certo valor, o núcleo magnético é saturado, a condutividade magnética é drasticamente reduzida e a indutividade é reduzida. Portanto, quando a corrente maior flui através do filtro, a perda de inserção de baixa frequência do filtro muda. A condutividade do núcleo magnético já é baixa em alta frequência e as características de perda do núcleo magnético principal funcionam em alta frequência, e a corrente tem pouco efeito sobre as características de alta frequência do filtro. Quando o fio de ferro flui através da corrente, o campo magnético será criado no núcleo de ferro, quando a força do campo magnético excede um certo valor, o núcleo magnético é saturado, a condutividade magnética é drasticamente reduzida e a indutividade é reduzida. Portanto, quando a corrente maior flui através do filtro, a perda de inserção de baixa frequência do filtro muda. A condutividade do núcleo magnético já é baixa em alta frequência e as características de perda do núcleo magnético principal funcionam em alta frequência, e a corrente tem pouco efeito sobre as características de alta frequência do filtro.
De fato, a paralelização de indução e resistência pode explicar melhor as bolas magnéticas de ferro. Em baixa frequência, a indução corta o circuito da resistência; Em alta frequência, a indução é alta e a corrente só pode fluir através da resistência. De acordo com as diferentes frequências de interferência de supressão, materiais de ferrite com diferentes permissividade magnética são selecionados. Quanto maior a permeabilidade magnética do material de ferro, maior a impedância de baixa frequência e menor a impedância de alta frequência.
Além disso, a condutividade geral do material de ferro de alta magnética é maior, e quando o condutor passa, a capacidade parasitária é formada é maior, o que também reduz a impedância de alta frequência.
三、Aplicações de Ferro
Diferentes aplicações têm requisitos diferentes para as características dos materiais ferritos e a forma do núcleo magnético de ferritos.
A aplicação de ferritos tem principalmente os seguintes três aspectos.
Aplicações de sinal de baixo nível: as características do material de ferrita exigido são determinadas pela condutividade magnética, exigindo não só a perda do núcleo de ferrita é pequena, mas também tem boa estabilidade magnética, ou seja, a mudança de tempo e temperatura é pequena. As aplicações de ferritos nesta área incluem inductos de alto valor Q, inductos de modo comum e banda larga, transformadores de pulso de correspondência, antenas de recepção de rádio e antenas ativas e passivas.
Transformação de potência e filtragem: requer que os materiais ferritos tenham alta densidade de fluxo magnético e baixa perda em frequência e temperatura de trabalho. As aplicações nesta área incluem fontes de alimentação de comutação, amplificadores magnéticos, conversores DC-DC, filtros de linha de alimentação, bobinas de disparo e transformadores para fontes de alimentação de comutação.
Supressão da perturbação eletromagnética: A maior influência no desempenho da ferrita é a condutividade magnética do material de ferrita, que é diretamente proporcional à impedância do núcleo magnético de ferrita.
Ferritos geralmente inibem sinais de condução ou radiação desnecessários de três maneiras.
Em segundo lugar, a ferritura é usada como um inductor, formando um filtro de passagem baixa, fornecendo uma via sensível e tolerante em freqüências baixas e uma perda maior em freqüências mais altas.
Finalmente, aplicações menos comuns são ferritos como uma camada de escudo real para isolar condutores, componentes ou circuitos de campos eletromagnéticos dispersos no ambiente.
Nas duas primeiras aplicações, os núcleos magnéticos de ferrita inibem a perturbação de condução, eliminando ou reduzindo significativamente a corrente de alta frequência da fonte de perturbação eletromagnética.