Что такое ферритовый дроссель и как он работает. Какие существуют типы ферритовых дросселей. Как выбрать подходящий ферритовый дроссель для подавления электромагнитных помех. Где применяются ферритовые дроссели в электронике.
Что такое ферритовый дроссель и как он работает
Ферритовый дроссель представляет собой пассивный электронный компонент, предназначенный для подавления высокочастотных электромагнитных помех в электрических цепях. Он состоит из ферритового сердечника, на который намотана проволочная катушка.
Принцип действия ферритового дросселя основан на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока через обмотку дросселя вокруг нее возникает переменное магнитное поле. Это поле наводит в обмотке ЭДС самоиндукции, которая препятствует изменению тока. Чем выше частота тока, тем сильнее проявляется это явление.
Ферритовый сердечник многократно усиливает индуктивность дросселя по сравнению с воздушной катушкой. Кроме того, в феррите на высоких частотах возникают значительные потери энергии из-за вихревых токов и магнитного гистерезиса. Это приводит к тому, что на высоких частотах ферритовый дроссель ведет себя как резистор, рассеивающий энергию помех в виде тепла.
Основные характеристики ферритовых дросселей
При выборе ферритового дросселя необходимо учитывать следующие ключевые параметры:
- Индуктивность — определяет эффективность подавления помех на низких частотах
- Импеданс на рабочей частоте — характеризует способность подавлять помехи
- Номинальный ток — максимально допустимый постоянный ток через дроссель
- Сопротивление постоянному току — влияет на падение напряжения
- Собственная резонансная частота — верхняя граница рабочего диапазона
- Добротность — определяет крутизну АЧХ дросселя
Важно подбирать дроссель таким образом, чтобы частота подавляемых помех попадала в область его максимального импеданса. Также необходимо учитывать рабочий ток в цепи, чтобы не допустить насыщения сердечника.
Типы ферритовых дросселей
По конструктивному исполнению различают следующие основные типы ферритовых дросселей:
Кольцевые дроссели
Имеют тороидальный ферритовый сердечник, на который намотана обмотка. Обеспечивают хорошее экранирование магнитного поля. Применяются для фильтрации помех в силовых цепях.
Проходные дроссели
Выполнены в виде ферритовой трубки, через которую пропускается провод. Просты в монтаже, эффективны для подавления помех в соединительных кабелях. Часто используются в бытовой электронике.
Чип-дроссели
Миниатюрные компоненты для поверхностного монтажа. Обмотка выполнена на ферритовом стержне и залита компаундом. Применяются для фильтрации в цепях питания микросхем.
Многослойные чип-дроссели
Имеют многослойную структуру из чередующихся слоев ферритовой керамики и проводящего материала. Обладают высокой добротностью. Используются в ВЧ и СВЧ технике.
Применение ферритовых дросселей в электронике
Основные области применения ферритовых дросселей:
- Подавление электромагнитных помех в цепях питания электронной аппаратуры
- Фильтрация высокочастотных наводок в сигнальных линиях и интерфейсных кабелях
- Развязка каскадов в радиочастотных схемах
- Фильтры в импульсных источниках питания
- Подавление паразитных колебаний в цифровых схемах
Ферритовые дроссели широко используются для обеспечения электромагнитной совместимости различных электронных устройств. Они позволяют эффективно бороться с кондуктивными помехами, распространяющимися по проводам.
Как выбрать подходящий ферритовый дроссель
При выборе ферритового дросселя для конкретного применения следует учитывать следующие факторы:
- Определить частотный диапазон подавляемых помех
- Оценить максимальный рабочий ток в цепи
- Рассчитать требуемый импеданс на рабочей частоте
- Выбрать тип и габариты дросселя исходя из конструкции устройства
- Проверить допустимое падение напряжения на дросселе
Важно подобрать дроссель таким образом, чтобы его область максимального импеданса соответствовала спектру подавляемых помех. При этом номинальный ток дросселя должен с запасом превышать рабочий ток в цепи.
Преимущества и недостатки ферритовых дросселей
Основные достоинства ферритовых дросселей:
- Эффективное подавление высокочастотных помех
- Малые габариты и вес
- Широкий выбор типономиналов
- Простота применения
- Невысокая стоимость
К недостаткам можно отнести:
- Ограниченный частотный диапазон работы
- Зависимость характеристик от температуры
- Возможность насыщения при больших токах
- Нелинейность характеристик
Несмотря на отдельные недостатки, ферритовые дроссели остаются одним из наиболее эффективных и доступных средств подавления электромагнитных помех в электронной аппаратуре.
Особенности монтажа ферритовых дросселей
При монтаже ферритовых дросселей следует учитывать некоторые важные моменты:
- Размещать дроссель как можно ближе к источнику помех
- Обеспечить надежный контакт выводов дросселя
- Не допускать механических напряжений на выводах
- Учитывать возможный нагрев дросселя при работе
- Экранировать мощные дроссели для локализации магнитного поля
Правильный монтаж позволяет реализовать все преимущества ферритовых дросселей и обеспечить их надежную работу в составе электронных устройств.
Дроссель: ферритовый; SMD; 0805; 0,082мкГн; 300мА; 200мОм; Q:15
| Добротность | 15 |
| Индуктивность | 0.082мкГн |
| Корпус (люймы) | 0805 |
| Корпус — мм | 2012 |
| Монтаж | SMD |
| Обозначение производителя | DL0805-0. 082 |
| Производитель | FERROCORE |
| Рабочий ток | 300мА |
| Размер D | 0. |
| Размер А | 2мм |
| Размер В | 0.5мм |
| Размер С | 0. 85мм |
| Размеры | посмотрите |
| Резонансная частота | 255МГц |
| Сопротивление | 200мОм |
| Тестовая частота | 50МГц |
| Тип дросселя | ферритовый |
| Масса брутто | 0. 05 g |
| Срок поставки | 10-15 рабочих дней |
Контакты
- (495) 544-73-50, (925) 502-42-73
- [email protected]
АО Технология магнитных материалов
АО Технология магнитных материаловЛоготип
производство ферритовых изделий и SMD дросселей
Астрахань полоса
Новые разработки
Индуктивности для подавления электромагнитных помех
• Выводные индуктивные фильтры подавления ЭМП
Ni-Zn трубки для подавления электромагнитного излучения (ЭМИ)
М850ВНРП
Ni-Zn трубки для подавления электромагнитного излучения (ЭМИ)
Трубчатые ферритовые сердечники
Трубчатые ферритовые сердечники
Трубчатые ферритовые сердечники используются в помехоподавляющих фильтрах, работающих в цепях постоянного и переменного тока, в малогабаритных дросселях и изделиях специального назначения, а также как подстроечники в броневых сердечниках.
Никель-цинковые ферритовые материалы для силовых дросселей
М200ННС М400ННС 600ННС М800ННС
Никель-цинковые ферритовые материалы для силовых дросселей
Никель-цинковые ферритовые материалы для силовых дросселей | |||
Материал | Начальная магнитная проницаемость | Магнитная индукция, Тл (в поле 1200А/м), не менее | Температура Кюри, оС, не менее |
М200ННС | 200±20% | 0,42 | 330 |
М400ННС | 400±20% | 0,38 | 280 |
М400ННС1 | 400±20% | 0,4 | 330 |
М600ННС | 600±20% | 0,38 | 270 |
М800ННС | 800±20% | 0,33 | 160 |
Марганец-цинковые ферритовые материалы для силовых дросселей
М1000НМС М1300НМС1 М2500НМС8 М2500НМС1
Марганец-цинковые ферритовые материалы для силовых дросселей
Экранированные силовые ферритовые дроссели для поверхностного монтажа
ФСДРЭ1245
Экранированные силовые ферритовые дроссели для поверхностного монтажа
Экранированные металлопорошковые дроссели для поверхностного монтажа
МСДРЭ7532
Экранированные металлопорошковые дроссели для поверхностного монтажа
Экранированные ферритовые дроссели для поверхностного монтажа
ФСДРЭ7042
Экранированные ферритовые дроссели для поверхностного монтажа
Новый ферритовый материал для синфазных дросселей
М6000НМ2
Новый ферритовый материал для синфазных дросселей
Ферритовые сердечники с распределённым зазором
для снижения потерь в обмотке
Ферритовые сердечники с распределённым зазором
При одиночном зазоре в магнитопроводе часть магнитного потока выходит из зазора и проникает в обмотку, что приводит к повышению потерь в ней при работе на высоких частотах.
При использовании магнитопровода с распределённым зазором (несколько равнораспределённых зазоров в керне сердечника с суммарным зазором, равным одиночному) проникновение паразитного магнитного потока в обмотку существенно меньше, что снижает в ней вихревые и общие потери на высоких частотах.
Композиционные экранированные дроссели для поверхностного монтажа
Композиционные экранированные дроссели для поверхностного монтажа
Продукция
Для подавления электромагнитных помех
Скачать PDF
Индуктивности для подавления электромагнитных помех
Индуктивности PDF
О предприятии
ОАО «Технология магнитных материалов» основано в 1992 году на базе цеха ферритового производства Астраханского машиностроительного завода «Прогресс». В период существования СССР этот завод обладал уникальными технологиями по производству ферритовых изделий.
Первый ферритовый сердечник был произведен в декабре 1959 года.
Благодаря созданию ОАО «Технология магнитных материалов» удалось сохранить как уникальность производства, так и дружный коллектив специалистов цеха.
В прошлом мы были единственным в СССР предприятием, которое выпускало ферритовые сердечники для запоминающих устройств ОЗУ и ДЗУ с внешним диаметром от 0,5 мм. и высотой от 0,11 мм. Изготавливали ферриты сложной конфигурации типа «Биакс» для запоминающих устройств. Многоотверстные пластины, где на площади 7,4 кв. см. размещалось 272 отверстия диаметром 0,5 мм.
В настоящее время мы обеспечиваем около 150 предприятий, выпускающих продукцию для обеспечения обороноспособности страны, работающих в интересах Министерства обороны, Роскосмоса, Росатома и выпуске товаров народно-хозяйственного значения марганец-цинковыми и никель-цинковыми ферритами.
Материалы, на основе которых выпускается продукция:
Никель-цинковые (Ni-Zn) ферриты:
- ферриты для работы в импульсных магнитных полях
- термостабильные высокочастотные ферриты
- высокочастотные ферриты для работы в сильных магнитных полях
- радиопоглощающие ферриты
- магнитострикционные ферриты
Марганец-цинковые (Mn-Zn) ферриты:
- термостабильные ферриты для слабых магнитных полей
- ферриты для запоминающих устройств
- ферриты для работы в сильных магнитных полях
Типы выпускаемых сердечников:
- кольца различного диаметра
- многоотверстные сердечники (трансфлюксоры)
- броневые сердечники (чашки), сердечники типа КВ
- пластинчатые, П — и Ш — образные магнитопроводы
- стержни, трубки различного сечения
На предприятии разработана и внедрена система менеджмента качества.
Сертификаты «ВОЕНЭЛЕКТРОНСЕРТ» и «Военный Регистр», удостоверяют соответствие требованиям ГОСТ РВ и РД В системы менеджмента качества и условий, необходимых для обеспечения выполнения государственного оборонного заказа при производстве ферритовых изделий.
На предприятии разрабатывается и реализуется «Программа развития и совершенствования СМК».
Предприятие внесено в Федеральный «Реестр добросовестных поставщиков» и имеет разрешение на использование знака «Добросовестный поставщик».
Предприятие награждено дипломами Астраханской области в номинациях за: «Сокращение производственного травматизма и профессиональной заболеваемости в организациях производственной сферы», «Малое предприятие высокой социальной эффективности», «За развитие кадрового потенциала в организациях производственной сферы»
Является Лауреатом областного конкурса «За лучшие показатели качества», и Всероссийского конкурса программы «100 лучших товаров России».
Качество ферритовых изделий и технологический процесс изготовления сердечников контролирует военное представительство Министерства Обороны Российской Федерации.
Военное представительство МО РФ контролирует точное выполнение технологического процесса, согласно внутренним технологическим и конструкторским документам, использование только поверенных в ЦСМ средств измерений, участвует в аттестации испытательного оборудования, во внутренней и внешней проверке системы менеджмента качества (СМК).
Около 30% сотрудников предприятия имеют высшее образование. Это позволяет предприятию разрабатывать и ставить на производство практически любой ферромагнитный материал.
Специалистами нашего предприятия постоянно ведутся работы по расширению номенклатуры, разработке новых марок ферритов в том числе по программе импортозамещения.
Основной задачей предприятия является максимальное удовлетворение запросов и ожиданий потребителей.
Сертификаты
На предприятии разработана и внедрена система менеджмента качества отвечающая требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2015 и дополнительным требованиям ГОСТ РВ 0015-002-2012 и ЭСРД 009-2014, а также НД на группы однородной продукции применительно к производству и разработки продукции класса 5999 ЕК 001-2012.
Задача предприятия максимально удовлетворить запросы и ожидания потребителей. Система менеджмента качества на предприятии является системой менеджмента предприятия и строится на принципе всеобъемлющего обеспечения качества. Сотрудники предприятия ежегодно проходят обучение в области управления и развития СМК предприятий, что помогает повышению качества деятельности всех служб предприятия. АО «ТММ» стремится содействовать успешной деятельности существующих и потенциальных потребителей, своевременно создавая для них такую продукцию, которая отвечает всем требованиям и прогнозируемым потребностям.
Основным направлением деятельности предприятия в области СМК является повышение эффективности функционирования СМК с целью улучшения экономических показателей деятельности предприятия. Для этого организованы работы по снижению непроизводительных расходов и потерь, повышению эффективности функционировании процессов СМК.
В данное время АО «ТММ» имеет Сертификат соответствия, удостоверяющий что система менеджмента качества, распространяющаяся на производство и разработку продукции класса 5999 ЕК 001-2012, выданный органом по сертификации систем менеджмента качества АО «РНИИ «Электронстандарт».
Раскрытие информации
Профиль эмитента
| Краткое наименование: | АО «ТММ» |
| ИНН: | 3016012085 |
| КПП: | 301901001 |
| ОКПО: | 10385355 |
| ОГРН: | 1023000834350 |
| Место нахождения: | Астраханская обл., город Астрахань, улица Савушкина, дом 6, корпус 2. |
| Почтовый адрес: | 414056, Астраханская обл., город Астрахань, улица Савушкина, дом 6, корпус 2, а/я 35. |
| Дата регистрации: | 26.04.1994 |
| Наименование регистрирующего органа: | Регистрационная палата при Администрации г.Астрахани |
| Руководитель: | Долгов Сергей Яковлевич (директор) |
| Телефон руководителя: | (8512) 66-94-72; 26-69-22 |
| Свидетельство о постановке на учёт в налоговом органе | |
Устав и иные внутренние документы
| № | Вид документа (информации) | Дата опубликования | Скачать |
|---|---|---|---|
| 8 | Изменение в Устав 26. 07.2019 |
26.07.2019 г. | Изменение в устав.tif (0.17МБ) |
| 7 | Устав 22.03.2019 | 22.03.2019 г. | Устав.pdf (3.64МБ) |
| 6 | Устав 27.05.2017 | 08.06.2017 г. | Устав.pdf (4.62МБ) |
| 5 | Устав от 21 июня 2014 г. | 2 июля 2014 г. | Устав.pdf (16.57МБ) |
| 4 | Положение о Совете директоров от 21 июня 2014 г. | 2 июля 2014 г. | Положение о Совете директоров.doc (101.37КБ) |
| 3 | Положение о ревизионной комиссии от 21 июня 2014 г. | 2 июля 2014 г. | Положение о ревизионной комиссии.doc (73.72КБ) |
| 2 | Правила ведения реестра владельцев ценных бумаг от 17 августа 2009 г. |
31 августа 2012 г. | Правила ведения реестра владельцев ценных бумаг.doc (150.52КБ) |
| 1 | Устав от 20 июня 2002 г. | 31 августа 2012 г. | Устав.zip (3.24МБ) |
Сообщения о существенных фактах, дополнительные сведения
Повышение квалификации
Благотворительная деятельность
Как работают ферритовые бусины и как выбрать правильный? | Блог о дизайне печатных плат
Создано: 29 июня 2017 г.
Обновлено: 10 января 2023 г.
Ферритовые шарики обычно используются для подавления высокочастотных электромагнитных помех
Иногда мне хочется видеть электромагнитные волны.
Это значительно упростило бы обнаружение электромагнитных помех. Вместо того, чтобы возиться со сложными настройками и анализаторами сигналов, я мог просто посмотреть и понять, из-за чего вся эта суета. Хотя мы можем не видеть электромагнитные помехи, иногда мы можем их слышать, когда они проходят через звуковые цепи. Одним из возможных способов устранения такого рода помех является ферритовая шайба.
К сожалению, ферритовые шарики (также называемые ферритовым дросселем, ферритовым зажимом, ферритовым кольцом, шариком фильтра электромагнитных помех или даже ферритовым кольцевым фильтром) могут быть загадкой. Функция ферритового сердечника напоминает функцию индуктора, но частотная характеристика ферритового сердечника отличается от этой функции на высоких частотах. Кроме того, различные типы бусинок, такие как ферритовые бусины с проволочной обмоткой и ферритовые бусины с чипами, по-разному реагируют на шумоподавление. Например, ферритовые бусины с проволочной обмоткой работают в широком диапазоне частот, но имеют меньшее сопротивление в установках постоянного тока.
Чтобы правильно их использовать, вам необходимо понимать их электромагнитные характеристики и то, как они меняются во время использования. После того, как вы ознакомитесь с теорией использования ферритовых бусинок, вы можете осознанно выбрать один из них для своей печатной платы. Если вы этого не сделаете, вы можете создать больше проблем, чем исправить.
На этом изображении показано, почему ферритовые кольца иногда называют ферритовыми кольцами или ферритовыми дросселями. Обычно они располагаются вокруг пары линий питания/земли, которая идет к определенному устройству, например шнуру питания вашего ноутбука. Эти шарики работают в соответствии с законом Фарадея: магнитный сердечник вокруг проводника индуцирует противо-ЭДС в присутствии высокочастотного сигнала, существенно ослабляя частотную характеристику феррита. Стандартные ферритовые кольца можно приобрести у специализированных производителей, таких как Coilcraft, хотя для некоторых проектов могут потребоваться специальные кольца.
Ферриты представляют собой магнитные материалы, и размещение этого материала в ферритовом зажиме вокруг линии питания/заземления позволяет обеспечить источник индуктивного импеданса для сигналов, проходящих по линии. Это может заставить вас думать о них как о стандартной катушке индуктивности, но они более сложны. В действительности ферритовая шайба является нелинейным компонентом; полное сопротивление, которое он обеспечивает, было изменением тока нагрузки и падения напряжения на феррите. Упрощенная модель схемы ферритовой бусины поможет вам понять ее частотные характеристики. Однако имейте в виду, что эти атрибуты могут меняться в зависимости от тока и температуры.
Ток нагрузки может изменить импеданс вашего феррита.
Для чего используются ферритовые бусины?
Поскольку импеданс ферритовых колец является индуктивным, ферритовые катушки индуктивности используются для ослабления высокочастотных сигналов в электронных компонентах.
Когда дроссель с ферритовыми шариками размещается на линии питания, соединяющей электронное устройство, он устраняет любые паразитные высокочастотные помехи, присутствующие в силовом соединении или выходном сигнале от источника питания постоянного тока. Использование этого ферритового зажима является одним из многих подходов к подавлению шума, например, от импульсного источника питания. Такое применение ферритовых шариков в качестве ферритового фильтра обеспечивает подавление и устранение кондуктивных электромагнитных помех.
Среди различных применений ферритовых шариков в качестве фильтров, шарик фильтра электромагнитных помех/фильтр источника питания обычно рассчитан на определенное пороговое значение постоянного тока. Токи, превышающие указанное значение, могут повредить компонент. Проблема в том, что на этот предел резко влияет тепло. При повышении температуры номинальный ток быстро уменьшается. Номинальный ток также влияет на импеданс феррита. По мере увеличения постоянного тока ферритовая бусина «насыщается» и теряет индуктивность.
При относительно высоких токах насыщение может снизить импеданс ферритового кольца до 90%.
Ферритовая бусина и индуктор
Хотя ферритовая шайба может быть смоделирована как индуктор, ферритовая бусина индуктора не ведет себя как типичный индуктор. Если вам интересно, как измерить поведение ферритовой бусины по сравнению с поведением индуктора, вы должны отправить аналоговый сигнал через бусину и развернуть частоту на несколько порядков. Если вы создадите график Боде для измерений с разверткой по частоте для ферритового кольца, вы обнаружите, что ферритовое кольцо обеспечивает более крутой спад на более высоких частотах по сравнению с катушкой индуктивности с аналогичным поведением на низких частотах.
Простая, но точная модель ферритовой бусины, подключенной к источнику переменного тока.
Ферритовая бусина может быть смоделирована как конденсаторы и катушки индуктивности, а также как резистор, подключенный параллельно этой сети RLC с последовательным резистором.
Последовательный резистор количественно определяет сопротивление устройства постоянному току. Катушка индуктивности в этой модели представляет собой ферритовые бусины, основная функция которых заключается в ослаблении высокочастотных сигналов, т. е. обеспечении индуктивного импеданса в соответствии с законом Фарадея. Параллельный резистор в этой модели учитывает потери на вихревые токи, которые индуцируются внутри ферритового кольца на высоких частотах. Наконец, конденсатор в этой модели отвечает за естественную паразитную емкость компонента.
Если посмотреть на кривую импеданса ферритовой шайбы, то видно, что преимущественно активное сопротивление чрезвычайно велико только в тонкой полосе. Внутри этой тонкой полосы преобладает индуктивность шарика. На более высоких частотах импеданс ферритовой шайбы начинает казаться емкостным, и импеданс быстро уменьшается. В конце концов, по мере увеличения частоты емкостное сопротивление упадет до очень малого значения, и сопротивление ферритовой шайбы окажется чисто резистивным.
Ферритовый сердечник в ферритовой шайбе выполняет ту же функцию, что и ферритовый сердечник в трансформаторе.
Теперь, когда вы разобрались с теорией ферритов, пришло время выбрать ее для своего устройства. Это не очень сложно, и если вы хотите знать, как выбрать ферритовую бусину для проекта, вам просто нужно обратить внимание на характеристики бусины. Вам может быть интересно, нужны ли ферритовые бусины для моей конструкции? Как и многие инженерные решения, ответ не так прост. Если вы знаете, что ваша плата будет испытывать кондуктивные электромагнитные помехи в определенном диапазоне частот, и вам необходимо ослабить эти частоты, то ферритовая шайба может быть правильным выбором для вашей конструкции.
Основываясь на индуктивном поведении ферритовых бусинок, естественно заключить, что ферритовые бусины «ослабляют высокие частоты» без особого рассмотрения. Однако ферритовые бусины не действуют как широкополосный фильтр нижних частот, поскольку они могут только помочь ослабить определенный диапазон частот.
Вы должны выбрать ферритовую бусину и дроссель там, где нежелательные частоты находятся в его резистивной полосе. Если вы пойдете слишком низко или слишком высоко, шарик не будет иметь желаемого эффекта.
Прежде чем выбрать конкретную ферритовую бусину для своей конструкции, вы должны узнать, может ли производитель предоставить вам кривые зависимости импеданса от тока нагрузки для ферритовой бусины. Безусловно, это лучший инструмент, который вы можете использовать, если не знаете, как выбрать ферритовую бусину. Если ваши токи нагрузки очень велики, вам нужно выбрать ферритовую бусину, которая может выдержать их без насыщения и потери импеданса в желаемом диапазоне частот.
Ферритовые бусины и ферритовые дроссели, по существу, являются резистивными нагрузками на высоких частотах, что означает, что они могут вызвать некоторые проблемы в вашей схеме. При размещении шарика вам нужно подумать о падении напряжения и рассеивании тепла.
Во времена высоковольтных цепей падение напряжения не имело большого значения.
Теперь у нас есть много маломощных схем, которые могут использовать напряжения около 2 В. При таких уровнях вы не можете позволить себе много потерять. Ферритовые шарики вызывают падение постоянного напряжения в вашей цепи. Это может показаться не таким уж большим, но если ваши интегральные схемы (ИС) имеют кратковременное состояние потребления большого тока, потери могут стать значительными. Разместите ферритовые кольца там, где они не вызовут проблем с падением напряжения.
Поскольку материалы с ферритовым сердечником обладают сопротивлением на высоких частотах, они в основном рассеивают поглощенную энергию в виде тепла. Это тепло не обязательно является проблемой для вашей печатной платы, когда ферритовый дроссель используется на линии питания, но может стать проблемой, когда он используется для рассеивания высоких частот при большом токе. Если ваша система особенно шумная, и шарик будет поглощать много высоких частот, это тепло может стать более серьезной проблемой.
Обязательно учитывайте тепловыделение шарика.
Импеданс ферритового шарика изменяется в зависимости от температуры.
Ферритовые бусины могут быть весьма полезными, но только если вы точно понимаете, как они работают. Помните, что они ослабляют сигналы в довольно узком диапазоне, а их эффективность зависит от температуры и тока нагрузки. Чтобы наилучшим образом использовать ферритовую бусину, вы должны убедиться, что она точно соответствует вашим спецификациям. Затем при размещении шарика обязательно учитывайте падение напряжения и нагрев.
Мы часто обсуждаем важность и функцию ферритовых колец. Если вам нужна дополнительная информация о ферритовых бусинах или ферритовых сердечниках, ознакомьтесь со статьей «Все, что вам нужно знать о ферритовых бусинах» от отраслевого эксперта Келлы Нэк.
Работа с такими вещами, как ферритовые кольца, может быть сложной задачей, но проектирование печатной платы не обязательно должно быть таким.
Altium Designer ® — это современное программное обеспечение для проектирования печатных плат с инструментами, которые помогут вам создать оптимальную плату. У него даже есть надстройки, такие как сеть подачи питания, которые могут помочь вам справиться с такими проблемами, как падение напряжения и рассеивание тепла.
Есть еще вопросы о ферритовых кольцах или ферритовых сердечниках? Позвоните специалисту Altium.
Выбор зажимов с ферритовыми дросселями для минимизации радиопомех и сопротивления | Блог Advanced PCB Design
Когда речь идет о ферритах, исследования и технический прогресс, пожалуй, последние слова, которые приходят на ум. Тем не менее, открытие твердых ферритов или магнитных материалов дало древним мореплавателям «магнитный камень», необходимый им для определения магнитного севера. Свойства, связанные с твердыми ферритами, вызвали любопытство, которое привело к ранним исследованиям электромагнетизма Эрстедом, Фарадеем, Максвеллом и Герцем.
В течение 19В 30-х и 1940-х годах дополнительные исследования привели к коммерческому производству пассивных компонентов из мягкого феррита, которые привели к созданию ферритовых дросселей. В этой статье мы рассмотрим, как ферритовые дроссели и зажимы минимизируют радиочастотные помехи и сопротивление.
Физика в основе ферритов
Современные энергетические приложения постоянно стремятся подавить электромагнитные помехи; их успех зависит от использования высокопроницаемых мягких ферритов, содержащих керамику, смешанную с широким спектром оксидов металлов, которые образуют магнитное ядро. Эксплуатационные характеристики ферритов зависят от типа и соотношения оксидов металлов. Большинство ферритов состоят либо из смеси марганца и цинка (Mn-Zn), либо из смеси никеля и цинка (Ni-Zn). Поскольку ферриты Mn-Zn имеют высокую проницаемость и низкое удельное сопротивление, ферриты остаются ограниченными частотами 1 МГц или меньше. Ni-Zn ферриты имеют низкую проницаемость и высокое удельное сопротивление и хорошо подходят для подавления шума.
Мягкие ферриты
В случае мягких ферритов усиление магнитного поля приводит к изменению плотности потока и возникновению намагниченности. Если магнитное поле действует в противоположном направлении, феррит возвращается в исходное состояние. Если мягкий феррит обладает сильными магнитными свойствами, небольшое изменение магнитного поля вызывает большое изменение плотности потока.
Проницаемость
Одним из ключевых свойств ферритов, используемых для шумоподавления, является проницаемость. Ферритовые материалы с более высокой проницаемостью позволяют магнитному потоку проходить легче, чем если бы поток проходил через воздух. Проницаемость ферритов увеличивается с повышением температуры. Однако после того, как проницаемость достигает максимального уровня при определенных температурах, феррит теряет проницаемость. Хотя проницаемость изменяется с температурой, она остается постоянной вплоть до заданной частоты. В большинстве случаев для высокочастотных цепей лучше всего подходят ферритовые материалы с высокой проницаемостью.
Работа с ферритами требует понимания типов цепей, с которыми они хорошо работают.
Поскольку импеданс феррита изменяется при изменении тока нагрузки и падения напряжения, ферритовые зажимы и дроссели функционируют как нелинейные компоненты. Импеданс устройств становится очень резистивным для тонкой полосы частот. Высокие частоты вызывают снижение импеданса, поскольку феррит становится более емкостным, чем резистивным. Увеличение частоты выше определенного порога приводит к уменьшению емкостного импеданса, и импеданс становится резистивным.
Ферритовые дроссели и зажимы: множество стилей ферритовых компонентов
Велика вероятность, что где-то на периферии считывателя есть несколько ферритовых дросселей и зажимов. Они необходимы для рассеивания шума и ослабления сигналов, чтобы предотвратить радиопомехи. В то время как базовая функциональность остается неизменной для этих различных устройств, их комплектация и реализация адаптируются в соответствии с потребностями конструкции:
- Ферритовая втулка — Стандартный корпус с аксиальным сквозным отверстием, внешне почти идентичный аксиальному сквозному резистору или индуктор.
Ферриты представляют собой сердечники с высоким сопротивлением и низкой электропроводностью, а это означает, что вихревые токи вряд ли будут образовываться в заметных величинах, что снижает потери энергии и делает ферритовый шарик фильтром нижних частот. - Ферритовая втулка для поверхностного монтажа — Версия SMD осевой ферритовой втулки для сквозных отверстий. По существу идентичен микросхеме индуктора SMD, но содержит ферритовый материал для защиты от шума в сигнале.
- Ферритовый зажимной сердечник — Берет стандартную конструкцию и переворачивает ее с ног на голову: вместо провода, намотанного на ферритовый сердечник, феррит герметизирует провод для обеспечения фильтрации радиочастот. Пока в проводе нет витков, зажим может генерировать достаточную собственную индуктивность для работы в качестве устройства фильтрации радиочастот.
- Ферритовый кольцевой фильтр — Провод пропускается через ферритовое кольцо, обматывается определенное количество раз, чтобы установить целевую индуктивность, и выходит с другой стороны кольца, образуя тороид.
- Ферритовый сердечник — Как и внутреннее содержимое ферритового шарика, сердечник может иметь проволоку, обмотанную снаружи вдоль области боковой поверхности, образуя базовое ферритовое устройство.
Ферриты представляют собой сердечники с высоким сопротивлением и низкой электропроводностью, а это означает, что вихревые токи вряд ли будут образовываться в заметных величинах, что снижает потери энергии и делает ферритовый шарик фильтром нижних частот.
Соглашения об именах несколько расплывчаты, если не сказать больше; ферритовый дроссель можно назвать ферритовой бусиной с небольшим отталкиванием. Также существуют дополнительные синонимы, такие как ферритовые кольца. По большей части знайте, что работа между различными вариантами почти идентична. Однако приложения могут различаться из-за различных физических характеристик, возникающих из-за различий в структуре компонентов.
Применение различных ферритовых компонентов
Мягкие ферритовые сердечники можно использовать для уменьшения радиочастотных помех (РЧП) в электрических проводниках. По этой причине ферритовые кольца могут ослаблять помехи для импульсных источников питания. Ферритовые дроссели или шарики ослабляют высокочастотные электромагнитные помехи в цепи, работая как фильтры нижних частот.
Через цепь проходят только низкочастотные сигналы. В отличие от традиционного фильтра нижних частот, работающего в широкой полосе частот, ферритовые устройства ослабляют только частоты, попадающие в полосу сопротивления феррита. Кольцевые ферритовые фильтры с проволочной обмоткой обеспечивают большую гибкость конструкции благодаря высокой величине затухания в широком диапазоне частот, более низкому сопротивлению постоянному току и более высоким номинальным токам. Несмотря на то, что ферритовые бусины имеют ценность, устройства имеют ограниченное затухание и частотный диапазон.
Когда две половинки феррита помещаются вокруг проводника, например силового кабеля, образуется ферритовый воротник. Ферритовый воротник обеспечивает индуктивный импеданс для сигналов, проходящих по кабелю. Важно отметить, что зажим одновременно служит двум целям электромагнитных помех: он не позволяет кабелю, по которому передается сигнал, действовать как передающая или принимающая антенна. По закону Фарадея магнитный сердечник, помещенный вокруг проводника, индуцирует противоэлектромагнитную силу (ЭДС) в присутствии высокочастотного сигнала.
Учитывая высокую проницаемость феррита, материал оказывает меньшее сопротивление потоку магнитного потока в проводнике, в результате чего феррит поглощает шумовую энергию, которая рассеивается в виде тепла.
Ферритовые компоненты и нагрев
Нагрев обычно является основным вектором износа материала и возможного отказа, но здесь он служит полезной цели. Поглощая энергию, проходящую через цепь в виде реактивной индуктивности, преобразовывая ее в тепло и позволяя ей излучаться наружу, ферритовый компонент предотвращает отражение сигнала в другом месте цепи, где это может привести к нерегулярным операциям. К счастью, рассеивание тепла, как правило, настолько низкое, что это не проблема, и только благодаря значительному поглощению шума и образованию вихревых токов оно становится ощутимо заметным.
Выбор ферритового дросселя
Выбор ферритового компонента зависит от источника электромагнитных помех и диапазона нежелательных частот, поскольку нежелательные частоты должны попадать в полосу сопротивления ошейника.
Наряду с согласованием зажима с требованиями по частоте, номинальный постоянный ток устройства должен соответствовать току, наблюдаемому в цепи. Если ток в цепи превысит номинальный ток, произойдет насыщение, и дроссель или зажим станут на 50 % менее индуктивными, а импеданс уменьшится на 90%. В этих условиях дроссель не может подавить электромагнитные помехи.
Поскольку ферритовые бусины являются резистивными, устройства могут вызвать падение напряжения в цепи. Резистивные свойства ферритовых устройств также могут вызывать непреднамеренный нагрев в результате рассеивания высокочастотной энергии. Всегда проверяйте спецификации производителя по максимальному рабочему постоянному току и номинальному сопротивлению постоянному току. Любой ферритовый фильтр должен иметь номинальное значение постоянного тока, более чем в два раза превышающее значение требуемого тока для шины. Команды разработчиков могут использовать программное обеспечение для проектирования печатных плат и правила проектирования, чтобы определить правильное размещение дросселей, чтобы избежать проблем с падением напряжения.
Ферритовые материалы, покрывающие компоненты, помогают избежать проблем, связанных с помехами
Спецификации производителей ферритовых дросселей и зажимов ничего не стоят; спецификации клещей включают кривые импеданса в зависимости от тока нагрузки, которые показывают характеристики устройств при определенных токах. Спецификации производителя ферритовых дросселей также показывают импеданс в зависимости от частотной характеристики. Кроме того, большинство производителей включают модели эквивалентных схем для ферритовых колец, которые подходят для системного моделирования.
Поскольку ферритовые кольца являются индуктивными и емкостными, в конструкции цепей также необходимо учитывать «Q» или реактивное сопротивление катушки индуктивности, деленное на сопротивление переменному или высокочастотному току плюс любое сопротивление постоянному току, обнаруженное в обмотках дросселя. Дроссели с высокой добротностью могут создавать нежелательный резонанс в силовых цепях изоляции.
Программное обеспечение для проектирования печатных плат предоставляет аналитические инструменты для определения приблизительного значения индуктивности ферритового дросселя и определения среза резонансной частоты. Набор инструментов для проектирования и анализа, доступных в Cadence, может помочь свести к минимуму сложность вашего производственного процесса. Использование OrCAD PCB Designer — отличный способ предоставить вашим проектировщикам возможности компоновки, необходимые им для беспрепятственной доработки проектов.
Ведущие поставщики электроники полагаются на продукты Cadence для оптимизации потребностей в мощности, пространстве и энергии для широкого спектра рыночных приложений. Если вы хотите узнать больше о наших инновационных решениях, поговорите с нашей командой экспертов или подпишитесь на наш канал YouTube.
Запросить оценку
Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты.
