yangiliklar

Bizning ideal dunyomizda xavfsizlik, sifat va ishlash muhim ahamiyatga ega. Biroq, ko'p hollarda, yakuniy komponentning narxi, shu jumladan ferrit ham hal qiluvchi omilga aylandi.Ushbu maqola dizayn muhandislariga muqobil ferrit materiallarini kamaytirishga yordam berish uchun mo'ljallangan. xarajat.
Kerakli ichki material xossalari va yadro geometriyasi har bir maxsus dastur tomonidan belgilanadi. Past signal darajasidagi ilovalarda ishlashni boshqaradigan o'ziga xos xususiyatlar o'tkazuvchanlik (ayniqsa, harorat), past yadro yo'qotishlari va vaqt va harorat bo'yicha yaxshi magnit barqarorlikdir. Ilovalar yuqori Q-ni o'z ichiga oladi. induktorlar, umumiy rejimli induktorlar, keng polosali, moslashtirilgan va impulsli transformatorlar, radio antenna elementlari va faol va passiv takrorlagichlar. Quvvat dasturlari uchun yuqori oqim zichligi va ish chastotasi va haroratida past yo'qotishlar maqsadga muvofiqdir. elektr avtomobil akkumulyatorlarini zaryadlash, magnit kuchaytirgichlar, DC-DC konvertorlari, quvvat filtrlari, ateşleme bobinlari va transformatorlar.
Bostirish dasturlarida yumshoq ferritning ishlashiga eng katta ta'sir ko'rsatadigan o'ziga xos xususiyat - bu yadroning empedansiga proportsional bo'lgan murakkab o'tkazuvchanlik [1]. Ferritni kiruvchi signallarni (o'tkazuvchi yoki nurlanish) bostiruvchi sifatida ishlatishning uchta usuli mavjud. ).Birinchi va eng kam tarqalgani amaliy qalqon bo'lib, bu erda ferritlar o'tkazgichlar, komponentlar yoki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektromagnit maydon muhitidan ajratib olish uchun ishlatiladi. filtr, ya'ni indüktans - past chastotalarda sig'im va yuqori chastotalarda dissipatsiya. Uchinchi va eng keng tarqalgan foydalanish ferrit yadrolari komponent simlari yoki plata darajasidagi sxemalar uchun yolg'iz qo'llaniladi. Ushbu ilovada ferrit yadrosi har qanday parazitar tebranishlarning oldini oladi va/ yoki komponent o'tkazgichlari yoki o'zaro ulanishlari, izlari yoki kabellari bo'ylab tarqalishi mumkin bo'lgan kiruvchi signalni qabul qilish yoki uzatishni susaytiradi. Ikkinchi va uchinchi ilovalarda ferrit yadrolari EMI manbalari tomonidan tortilgan yuqori chastotali oqimlarni yo'q qilish yoki sezilarli darajada kamaytirish orqali o'tkazilayotgan EMIni bostiradi. Ferritning joriy etilishini ta'minlaydi. Yuqori chastotali oqimlarni bostirish uchun etarlicha yuqori chastotali empedans. Nazariy jihatdan, ideal ferrit EMI chastotalarida yuqori empedans va boshqa barcha chastotalarda nol empedansni ta'minlaydi. maksimal impedans ferrit materialiga qarab 10 MGts va 500 MGts oralig'ida olinishi mumkin.
AC kuchlanish va oqim murakkab parametrlar bilan ifodalangan elektrotexnika tamoyillariga mos kelganligi sababli, materialning o'tkazuvchanligi haqiqiy va xayoliy qismlardan iborat murakkab parametr sifatida ifodalanishi mumkin.Bu yuqori chastotalarda namoyon bo'ladi, bu erda o'tkazuvchanlik ikki komponentga bo'linadi. Haqiqiy qism (m') o'zgaruvchan magnit maydon [2] bilan fazada bo'lgan reaktiv qismni, xayoliy qism (m") esa fazadan tashqarida bo'lgan yo'qotishlarni ifodalaydi. o'zgaruvchan magnit maydon. Bular ketma-ket komponentlar (ms'ms") yoki parallel komponentlar (µp'µp") sifatida ifodalanishi mumkin. 1, 2 va 3-rasmlardagi grafiklar uchta ferrit materiallari uchun chastota funktsiyasi sifatida murakkab boshlang'ich o'tkazuvchanlikning ketma-ket komponentlarini ko'rsatadi. Materiallar turi 73 - marganets-sink ferrit, dastlabki magnit o'tkazuvchanlik 2500. Materiallar turi 850, dastlabki o'tkazuvchanligi nikel rux ferrit.
3-rasmdagi 61-turdagi materialning ketma-ket komponentiga e’tibor qaratsak, o‘tkazuvchanlikning haqiqiy qismi ms’ kritik chastotaga erishilgunga qadar ortib borayotgan chastota bilan o‘zgarmas bo‘lib, so‘ngra tez pasayib borishini ko‘ramiz.Yo‘qotish yoki ms” ko‘tariladi. keyin esa ms ning tushishi bilan cho‘qqilarga chiqadi. ms' ning bu pasayishi ferrimagnit rezonansning boshlanishi bilan bog'liq. [3] Shuni ta'kidlash kerakki, o'tkazuvchanlik qanchalik yuqori bo'lsa, chastota shunchalik past bo'ladi. Bu teskari munosabat birinchi marta Snoek tomonidan kuzatilgan va quyidagi formulani bergan:
bunda: ƒres = ms” chastotasi maksimal g = giromagnit nisbati = 0,22 x 106 A-1 m mk = boshlang’ich o’tkazuvchanlik Msat = 250-350 Am-1
Past signal darajasi va quvvat ilovalarida ishlatiladigan ferrit yadrolari ushbu chastotadan past bo'lgan magnit parametrlarga qaratilganligi sababli, ferrit ishlab chiqaruvchilari yuqori chastotalarda o'tkazuvchanlik va / yoki yo'qotish ma'lumotlarini kamdan-kam nashr qiladilar. Biroq, EMI bostirish uchun ferrit yadrolarini belgilashda yuqori chastotali ma'lumotlar muhim ahamiyatga ega.
Ko'pgina ferrit ishlab chiqaruvchilari EMIni bostirish uchun ishlatiladigan komponentlar uchun ko'rsatadigan xarakteristika impedansdir. Empedans to'g'ridan-to'g'ri raqamli o'qishga ega bo'lgan sotuvda mavjud analizatorda osongina o'lchanadi. Afsuski, impedans odatda ma'lum bir chastotada belgilanadi va kompleksning kattaligini ifodalovchi skalerdir. impedans vektori.Ushbu ma'lumot qimmatli bo'lsa-da, ayniqsa, ferritlarning kontaktlarning zanglashiga olib ishlashini modellashtirishda ko'pincha etarli emas. Bunga erishish uchun komponentning impedans qiymati va faza burchagi yoki o'ziga xos materialning murakkab o'tkazuvchanligi mavjud bo'lishi kerak.
Ammo sxemadagi ferrit komponentlarining ishlashini modellashtirishni boshlashdan oldin ham, dizaynerlar quyidagilarni bilishlari kerak:
Bu erda m'= kompleks o'tkazuvchanlikning haqiqiy qismi m”= kompleks o'tkazuvchanlikning xayoliy qismi j = birlikning xayoliy vektori Lo= havo yadrosi induktivligi
Temir yadroning empedansi, shuningdek, chastotaga bog'liq bo'lgan induktiv reaktans (XL) va yo'qotish qarshiligining (Rs) ketma-ket birikmasi sifatida qabul qilinadi. Yo'qotmaydigan yadro reaktiv tomonidan berilgan empedansga ega bo'ladi:
Bu erda: Rs = umumiy ketma-ket qarshilik = Rm + Re Rm = magnit yo'qotishlar tufayli ekvivalent ketma-ket qarshilik Re = mis yo'qotishlar uchun ekvivalent ketma-ket qarshilik
Past chastotalarda komponentning empedansi birinchi navbatda induktivdir. Chastota oshgani sayin induktivlik pasayadi, yo'qotishlar ortadi va umumiy impedans ortadi.4-rasmda o'rta o'tkazuvchanlik materiallari uchun XL, Rs va Z chastotasiga nisbatan tipik chizma berilgan. .
Keyin induktiv reaktivlik kompleks o'tkazuvchanlikning haqiqiy qismiga mutanosib bo'ladi, Lo, havo yadrosi indüktansı:
Yo'qotish qarshiligi ham bir xil konstanta bilan murakkab o'tkazuvchanlikning xayoliy qismiga proportsionaldir:
Tenglama 9da yadro materiali µs' va µs” bilan berilgan, yadro geometriyasi esa Lo tomonidan berilgan. Shuning uchun turli ferritlarning murakkab o‘tkazuvchanligini bilgandan so‘ng, kerakli darajada eng mos materialni olish uchun taqqoslash mumkin. chastota yoki chastota diapazoni.Eng yaxshi materialni tanlagandan so'ng, eng yaxshi o'lchamdagi komponentlarni tanlash vaqti keldi.Murakkab o'tkazuvchanlik va empedansning vektor ko'rinishi 5-rasmda ko'rsatilgan.
Empedansni optimallashtirish uchun yadro shakllari va yadro materiallarini taqqoslash, agar ishlab chiqaruvchi bostirish ilovalari uchun tavsiya etilgan ferrit materiallari uchun chastotaga nisbatan murakkab o'tkazuvchanlik grafigini taqdim etsa, oddiy. egri chiziqlar.Ushbu ma'lumotlardan yadro empedansini optimallashtirish uchun ishlatiladigan materiallarni taqqoslash mumkin.
6-rasmga ko'ra, Fair-Rite 73 materialining chastotaga nisbatan dastlabki o'tkazuvchanligi va tarqalish koeffitsienti [4], agar dizayner 100 va 900 kHz o'rtasidagi maksimal impedansni kafolatlamoqchi bo'lsa, 73 ta materiallar tanlangan. Modellashtirish uchun dizayner shuningdek 100 kHz (105 Hz) va 900 kHz chastotalarda impedans vektorining reaktiv va rezistiv qismlarini tushunish kerak. Ushbu ma'lumotni quyidagi jadvaldan olish mumkin:
100kHz chastotada ms ' = μi = 2500 va (Tan d / mk) = 7 x 10-6, chunki Tan d = ms ”/ ms' keyin ms” = (Tan d / μi) x (mk) 2 = 43,8
Shuni ta'kidlash kerakki, kutilganidek, "m" bu past chastotada umumiy o'tkazuvchanlik vektoriga juda kam qo'shiladi. Yadroning empedansi asosan induktivdir.
Dizaynerlar yadro №22 simni qabul qilishi va 10 mm x 5 mm bo'shliqqa sig'ishi kerakligini bilishadi. Ichki diametri 0,8 mm sifatida belgilanadi. Hisoblangan empedans va uning tarkibiy qismlarini hal qilish uchun birinchi navbatda tashqi diametrli boncukni tanlang. 10 mm va balandligi 5 mm:
Z= ōLo (2500,38) = (6,28 x 105) x ,0461 x log10 (5/,8) x 10 x (2500,38) x 10-8= 100 kHz chastotada 5,76 ohm
Bu holatda, ko'p hollarda bo'lgani kabi, maksimal impedansga uzunroq uzunlikdagi kichikroq OD yordamida erishiladi.Agar ID kattaroq bo'lsa, masalan, 4 mm va aksincha.
Xuddi shu yondashuvdan Lo birligiga impedans va chastotaga nisbatan faza burchagi grafigi berilgan bo'lsa ham qo'llanilishi mumkin. 9, 10 va 11-rasmlar bu erda qo'llanilgan uchta material uchun bunday egri chiziqlarni ko'rsatadi.
Dizaynerlar 25 MGts dan 100 MGts chastota diapazonida maksimal impedansga kafolat berishni xohlashadi. Mavjud plata maydoni yana 10 mm x 5 mm va yadro # 22 awg simni qabul qilishi kerak. Uchta ferrit materialining birlik empedansi Lo uchun 7-rasmga murojaat qilib, yoki 8-rasmda bir xil uchta materialning murakkab o'tkazuvchanligi uchun 850 mk materialni tanlang.[5] 9-rasmdagi grafikdan foydalanib, o'rta o'tkazuvchanlik materialining Z/Lo 25 MGts chastotada 350 x 108 ohm/H ni tashkil qiladi. Hisoblangan empedansni hal qiling:
Oldingi muhokamada tanlov yadrosi silindrsimon bo'lishi nazarda tutilgan. Agar ferrit yadrolari yassi lentali kabellar, o'ralgan kabellar yoki teshilgan plitalar uchun ishlatilsa, Lo ni hisoblash qiyinlashadi va yadro yo'lining etarlicha aniq uzunligi va samarali maydon ko'rsatkichlarini olish kerak. havo yadrosi indüktansını hisoblash uchun .Buni yadroni matematik tarzda kesish va har bir bo'lak uchun hisoblangan yo'l uzunligi va magnit maydonini qo'shish orqali amalga oshirilishi mumkin.Biroq, barcha holatlarda impedansning ortishi yoki kamayishi o'sish yoki pasayish bilan mutanosib bo'ladi. ferrit yadrosining balandligi/uzunligi.[6]
Yuqorida aytib o'tilganidek, ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar EMI ilovalari uchun yadrolarni impedans nuqtai nazaridan belgilaydilar, ammo oxirgi foydalanuvchi odatda zaiflashuvni bilishi kerak. Bu ikki parametr o'rtasida mavjud bo'lgan munosabatlar:
Bu bog'liqlik shovqinni yaratuvchi manbaning empedansiga va shovqinni qabul qiluvchi yukning empedansiga bog'liq. Bu qiymatlar odatda murakkab raqamlar bo'lib, ularning diapazoni cheksiz bo'lishi mumkin va ular dizaynerga osonlikcha mavjud emas. Qiymatni tanlash 1 ohm yuk va manba impedanslari uchun, bu manba kalit rejimi quvvat manbai bo'lganida va ko'plab past empedans davrlarini yuklaganda yuzaga kelishi mumkin, tenglamalarni soddalashtiradi va ferrit yadrolarining zaiflashuvini taqqoslash imkonini beradi.
12-rasmdagi grafik yuk va generator empedansining ko'plab umumiy qiymatlari uchun qalqon boncuk empedansi va zaiflashuv o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadigan egri chiziqlar to'plamidir.
13-rasm ichki qarshiligi Zs bo'lgan interferentsiya manbasining ekvivalent sxemasi. Interferentsiya signali bostiruvchi yadroning ketma-ket empedansi Zsc va yuk empedansi ZL tomonidan hosil bo'ladi.
14 va 15-rasmlar bir xil uchta ferrit material uchun haroratga qarshi empedansning grafiklaridir. Bu materiallarning eng barqarori 100º C va 100 MGts da empedansning 8% kamayishi bilan 61 ta materialdir. Aksincha, 43 ta material 25 ni ko'rsatdi. Bir xil chastota va haroratda empedansning % pasayishi. Bu egri chiziqlar taqdim etilganda, agar yuqori haroratlarda susaytirish zarur bo'lsa, belgilangan xona harorati empedansini sozlash uchun ishlatilishi mumkin.
Haroratda bo'lgani kabi, doimiy va 50 yoki 60 Gts besleme oqimlari ham bir xil ferrit xususiyatlariga ta'sir qiladi, bu esa o'z navbatida pastki yadro empedansiga olib keladi. .Ushbu egri chiziq impedans degradatsiyasini ma'lum bir material uchun maydon kuchiga chastota funksiyasi sifatida tavsiflaydi. Shuni ta'kidlash kerakki, chastota oshgani sayin moyillikning ta'siri kamayadi.
Ushbu ma'lumotlar to'planganidan beri Fair-Rite Products ikkita yangi materialni taqdim etdi. Bizning 44 nikel-sink o'rta o'tkazuvchanlik materiali va bizning 31 marganets-sink yuqori o'tkazuvchanlik materialidir.
19-rasmda 31, 73, 44 va 43 materiallardagi bir xil o'lchamdagi boncuklar uchun chastotaga nisbatan impedansning grafigi berilgan. 44 materiali takomillashtirilgan 43 material bo'lib, yuqori DC qarshiligi, 109 ohm sm, yaxshi termal zarba xususiyatlari, harorat barqarorligi va yuqori Kyuri harorati (Tc). 44 materiali bizning 43 materialimiz bilan solishtirganda chastota xususiyatlariga nisbatan bir oz yuqori empedansga ega. Statsionar material 31 butun o'lchov chastotasi diapazonida 43 yoki 44 dan yuqori empedansni namoyish etadi. 31 katta marganets-sink yadrolarining past chastotali bostirish ishlashiga ta'sir qiluvchi o'lchovli rezonans muammosi va kabel konnektorini bostirish yadrolari va katta toroidal yadrolarga muvaffaqiyatli qo'llaniladi. 20-rasm Fair uchun 43, 31 va 73 materiallar uchun chastotaga qarshi empedans grafigi. - 0,562 ″ OD, 0,250 ID va 1,125 HT bilan Rite yadrolari. 19-rasm va 20-rasmni solishtirganda shuni ta'kidlash kerakki, kichikroq yadrolar uchun 25 MGts gacha bo'lgan chastotalar uchun 73 material eng yaxshi bostiruvchi materialdir. Biroq, yadro kesimi ortib borayotganligi sababli, maksimal chastota kamayadi. 20-rasmdagi ma'lumotlarda ko'rsatilganidek, 73 eng yaxshisidir Eng yuqori chastota 8 MGts. Shuni ham ta'kidlash kerakki, 31 ta material 8 MGts dan 300 MGts gacha bo'lgan chastota diapazonida yaxshi ishlaydi. Biroq, marganets sink ferriti sifatida, 31 materiali 102 ohm -cm ga teng ancha past hajmli qarshilikka ega va haddan tashqari harorat o'zgarishi bilan ko'proq impedans o'zgaradi.
Lug'at Havo yadrosi induktivligi - Lo (H) Agar yadro bir xil o'tkazuvchanlikka ega bo'lsa va oqim taqsimoti doimiy bo'lsa, o'lchanadigan induktivlik. Umumiy formula Lo= 4p N2 10-9 (H) C1 Ring Lo = .0461 N2 log10 (OD) /ID) Ht 10-8 (H) O'lchamlar mm
Zaiflash - A (dB) Bir nuqtadan ikkinchisiga uzatishda signal amplitudasining qisqarishi. Bu kirish amplitudasining chiqish amplitudasining desibeldagi skalar nisbati.
Yadro doimiysi - C1 (sm-1) Magnit zanjirning har bir bo'limining magnit yo'l uzunligi yig'indisi bir xil bo'limning tegishli magnit hududiga bo'linadi.
Yadro doimiysi - C2 (sm-3) Magnit zanjirning har bir bo'limining magnit zanjir uzunligi yig'indisi bir xil bo'limning mos keladigan magnit maydonining kvadratiga bo'linadi.
Magnit yo'l maydonining samarali o'lchamlari Ae (sm2), yo'l uzunligi le (sm) va hajmi Ve (sm3) Berilgan yadro geometriyasi uchun magnit yo'l uzunligi, kesma maydoni va hajmi toroidal yadro bir xil moddiy xususiyatlarga ega Materiallar berilgan yadroga ekvivalent magnit xususiyatlarga ega bo'lishi kerak.
Maydon kuchi – H (Oersted) Maydon kuchining kattaligini tavsiflovchi parametr.H = ,4 p NI/le (Oersted)
Oqim zichligi - B (Gauss) Oqim yo'liga normal bo'lgan mintaqadagi induktsiyalangan magnit maydonning mos keladigan parametri.
Empedans – Z (ohm) Ferritning impedansini uning kompleks o‘tkazuvchanligi bilan ifodalash mumkin.Z = jōLs + Rs = jōLo(ms'- jms”) (ohm)
Yo'qotish tangensi – tan d Ferritning yo'qolgan tangensi Q zanjirining o'zaro tengligiga teng.
Yo'qotish faktori – tan d/mi. Dastlabki o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan magnit oqim zichligi va maydon kuchining asosiy komponentlari o'rtasidagi bosqichni olib tashlash.
Magnit o'tkazuvchanlik - m Magnit o'tkazuvchanlik magnit oqim zichligi va qo'llaniladigan o'zgaruvchan maydon kuchining nisbatidan kelib chiqadi ...
Amplituda o'tkazuvchanligi, mk - oqim zichligining belgilangan qiymati dastlabki o'tkazuvchanlik uchun ishlatiladigan qiymatdan kattaroq bo'lganda.
Samarali o'tkazuvchanlik, m e - Magnit yo'l bir yoki bir nechta havo bo'shlig'i bilan qurilganida, o'tkazuvchanlik bir xil istaksizlikni ta'minlaydigan faraziy bir hil materialning o'tkazuvchanligi hisoblanadi.
In Compliance - bu elektrotexnika va elektronika muhandislari uchun yangiliklar, ma'lumotlar, ta'lim va ilhomning asosiy manbai.
Aerokosmik avtomobil aloqalari Maishiy elektronika taʼlim Energetika va energetika sanoati axborot texnologiyalari Tibbiyot harbiy va mudofaa