. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Využití feritů v EMI I – Vlastnosti feritů
9. listopadu 2010 - 9:02 | Pandatron | Využití feritů v EMI I – Vlastnosti feritů | Komentářů: 1  

Využití feritů v EMI I – Vlastnosti feritů

První díl nového seriálu o využití feritů a především feritových perliček v technice omezení EMI se zaměřuje na rozbor základních vlastností feritového materiálu.

Tímto prvním dílem začínáme zcela nový seriál o využití feritů a feritových perliček v technice EMI. Přesto, že se jedná o stále více ožehavé téma, je používání feritů pro potlačení elektromagnetického vyzařování (EMI - Electromagnetic interference) často zcela přehlíženou a nepříliš obeznámenou praxí. V následujících několik dílech seriálu se tedy zaměříme nejen na vlastnosti samotného materiálu, ale především na jeho možnosti a schopnosti použití v moderních elektronických obvodech.

Vlastnosti feritů
Ferity řadíme do třídy keramických feromagnetických materiálů, které jsou podle definice schopny být přiměny k produkci magnetického toku o velké hustotě v reakci na použití malých magnetizačních sil. Původně jen jako "magnetické izolanty", byly ferity použity ve funkci náhrady za laminované a lisované základní železové materiály. Tedy především do tlumivek s nízkou ztrátou, určených pro použití ve frekvenčním pásmu nad 100 kHz. Na těchto kmitočtech jsou totiž železové materiály značně omezovány nadměrnými ztrátami z vířivých proudů. Naproti tomu vysoká odolnost feritových jader je schopna omezit ztrátový výkon i na zlomek hodnoty z jiných základních materiálů. Dnes jsou ferity, především z produkce firmy Laird Technologies (dříve Steward), hlavním materiálem pro moderní spínané zdroje s vysokým poměrem výkon/plocha a pulzní transformátory.


Obr. 1: Zjednodušené náhradní schéma feritové perličky

Základní vlastnosti
EMI odrušovací ferity, v produktové literatuře obvykle označované jako „feritové perly (anglicky Ferrite Bead)“, jsou pasivní magnetické prvky. Jsou určené pro aplikace, kde je předpokládáno EMI nad 30 MHz a tvořeny jsou ze směsi železa, niklu a oxidu zinku. Díky tomu se vyznačují vysokým vlastním odporem (107 ohmů/cm) a středním rozsahem permeability (100 až 1500).

Nejčastěji se používají jako dva terminační prvky elektronických obvodů, případně ve skupinách po dvou koncových prvcích. Unikátní schopnost feritů pro odrušení vysokofrekvenčních signálů lze vysledovat v jejich frekvenčně závislé komplexní impedanci, viz. náhradní schéma na obr. 1. U nízkých frekvencí (cca. pod 10 MHz) a základních typů feritových korálků řady Steward, je zastoupena především malá, induktivní impedance, ne větší než 100 ohmů. Jak je zároveň vidět z grafu frekvenční závislosti na obr. 2. Naopak u vyšších frekvencí dochází k výraznému nárůstu impedance korálků a to až nad 600 ohmů. V tu chvíli se stávají výrazným odporem pro signály z oblasti 100 MHz a vyšší.


Obr. 2: Frekvenční charakteristika typické impedance pro vysokoimpedanční feritové perličky

Při použití ve funkci EMI filtru, jsou feritové perličky schopné poskytnout odporové ztráty pro zmírnění a rozptyl frekvenčního vyzařování (při minimálním množství tepla). To vše při navíc pouze na vysokých frekvencích, při zanedbatelné sériové impedanci na nižších frekvencích, určených složkám vlastního signálu. Z toho vyplývá, že vhodná volba a použití feritového materiálu může zajistit značnou redukci EMI, zatímco zbývající "primární" signály nebudou prakticky téměř nijak omezeny!

Pro vysokofrekvenční aplikace je třeba ferity vnímat jako frekvenčně závislé odpory. V praxi se jedná o magnetické součástky, které jsou schopny vykazovat vysoké (a užitečné) ztráta na širokém frekvenčním pásmu kolem 100 MHz. Charakterizovány mohou být rovněž jako vysokofrekvenční prvky, s nízkým Q sériových obvodů.

Ovšem vzhledem k tomu, že složení feritového obvodu je čistě reaktivní (tj. že je složen pouze z indukčnosti a kondenzátoru), mohou být za jistých okolností i EMI filtry zdrojem nežádoucích rezonancí. Tím se však vytvořil zcela nový problém, který převyšuje útlumové schopnosti feritů a je třeba jej účinně řešit. Tím spíše, jsou-li používány především ve vysokofrekvenčních obvodech (tedy například napájecích zdrojích nebo zesilovačích) a mají naopak nežádoucí vysokofrekvenční signály potlačovat.

V dalším pokračování seriálu o Využití feritů v EMI se více zaměříme na impedanci vzniklých obvodů a jejich účinek a vliv nasycení ve stejnosměrných sestavách.

Zdroj: Laird Technologies







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (1):

Zobrazit starší 30 dnů (1)...

host
1. Dne 10. 11. 2010 v 09:08 zaslal host
pěkné
Pěkný seriál. Tohle mě vždycky zajímalo, ale informací o tom nikde moc není.


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
PU232S - Převodník USB/RS232
Převodník USB / RS232 s obvody FTDI a plným sériovým portem RS232 Full.
Skladem od 395 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007