habarlar

Iň ideal dünýämizde howpsuzlyk, hil we öndürijilik birinji orunda durýar. Köp halatlarda ferrit ýaly iň soňky komponentiň bahasy kesgitleýji faktor boldy. Bu makala dizaýn inersenerlerine azaltmak üçin alternatiw ferrit materiallaryny tapmaga kömek etmek üçin niýetlenendir. bahasy.
Islenýän içerki material häsiýetleri we esasy geometriýa her bir ýörite programma tarapyndan kesgitlenýär. Pes signal derejesindäki programmalarda öndürijiligi dolandyrýan içerki häsiýetler geçirijilik (esasanam temperatura), pes ýadro ýitgileri we wagt we temperatura boýunça gowy magnit durnuklylygydyr. Programmalar ýokary Q-ny öz içine alýar induktorlar, umumy re modeim induktorlary, giň zolakly, gabat gelýän we impuls transformatorlary, radio antenna elementleri we işjeň we passiw gaýtalaýjylar. Kuwwatly programmalar üçin, ýokary akym dykyzlygy we iş ýygylygynda we temperaturada pes ýitgiler islenýän aýratynlyklardyr. elektrik ulagyň batareýasyna zarýad bermek, magnit güýçlendirijiler, DC-DC öwrüjiler, tok süzgüçleri, ot ýakmak we transformatorlar.
Basyş programmalarynda ýumşak ferrit öndürijiligine iň uly täsir eden içki häsiýet, ýadrosyň impedansyna proporsional çylşyrymly geçirijilikdir [1]. Ferriti islenmeýän signallaryň basyjysy hökmünde ulanmagyň üç usuly bar (geçirilýär ýa-da radiasiýa edilýär) ) .Birinjisi we iň az ýaýranlary praktiki galkandyr, bu ýerde ferritler geçirijileri, komponentleri ýa-da zynjyrlary şöhlelenýän elektromagnit meýdan gurşawyndan izolirlemek üçin ulanylýar. Ikinji programmada pes geçelge döretmek üçin ferritler kuwwatly elementler bilen ulanylýar. süzgüç, ýagny induksion - pes ýygylyklarda kuwwatly we ýokary ýygylyklarda ýaýramak. Üçünji we iň köp ulanylýan zat, ferrit ýadrosy komponent gurşunlary ýa-da tagtanyň zynjyrlary üçin ýeke özi ulanylanda. Bu programmada ferrit ýadrosy islendik parazit yrgyldamalarynyň we / ýa-da komponent gurşunlarynda ýa-da özara baglanyşyklarda, yzlarda ýa-da kabellerde köpelip bilýän islenilmeýän signal almagyny ýa-da geçirişini güýçlendirýär. Ikinji we üçünji programmalarda, ferrit ýadrosy EMI çeşmeleri tarapyndan çekilen ýokary ýygylykly toklary ýok etmek ýa-da ep-esli azaltmak arkaly EMI-ni basyp ýatyrýar. Ferritiň girizilmegi üpjün edýär frequokary ýygylykly toklary basmak üçin ýeterlik ýokary ýygylyk impedansy. Teoriýa boýunça ideal ferrit EMI ýygylyklarynda ýokary impedansy we beýleki ýygylyklarda nol impedansy üpjün eder. Aslynda, ferrit gysyjy ýadrolar ýygylyga bagly impedansy üpjün edýär. 1 MGs-den pes ýygylyklarda, ferrit materialyna baglylykda iň ýokary impedansy 10 MGts bilen 500 MGs aralygynda alyp bolýar.
Elektrik in engineeringenerçiliginiň ýörelgelerine laýyk gelýändigi sebäpli, AC naprýa .eniýesi we tok çylşyrymly parametrler bilen görkezilýär, materialyň geçirijiligi hakyky we hyýaly böleklerden ybarat çylşyrymly parametr hökmünde aňladylyp bilner. Bu ýokary ýygylyklarda görkezilýär, bu ýerde geçirijilik iki bölege bölünýär. Hakyky bölek (μ ') üýtgeýän magnit meýdany bilen fazada bolan reaktiw bölegi aňladýar, hyýaly bölegi (μ ”) fazadan çykýan ýitgileri aňladýar; üýtgeýän magnit meýdany. Bular seriýa bölekleri (μs'μs ”) ýa-da parallel komponent (µp'µp”) görnüşinde aňladylyp bilner. 1-nji, 2-nji we 3-nji suratlardaky grafalar üç sany ferrit materiallary üçin ýygylygyň funksiýasy hökmünde çylşyrymly başlangyç geçirijiligiň seriýa böleklerini görkezýär. Material görnüşi 73 marganes-sink ferrit, başlangyç magnit Geçirijilik ukyby 2500. 43-nji material görnüşi, başlangyç geçirijiligi 850 bolan nikel sink ferritidir. 61-nji material görnüşi, başlangyç geçirijiligi 125 bolan nikel sink ferritidir.
3-nji suratda 61-nji görnüşdäki materialyň seriýaly bölegine ünsi jemläp, geçirijiligiň hakyky böleginiň, kritiki ýygylyga ýetýänçä ýygylygyň ýokarlanmagy bilen üýtgewsiz galýandygyny we soňra çalt azalýandygyny görýäris. Lossitgiler ýa-da μs ýokarlanýar soň bolsa aşak düşýär. Ss-iň peselmegi ferrimagnit rezonansyň başlanmagy bilen baglanyşyklydyr. [3] Geçirijilik näçe ýokary bolsa, ýygylygyň şonça-da pesdigini bellemelidiris. Bu ters gatnaşyk ilki Snoek tarapyndan syn edildi we aşakdaky formulany berdi:
bu ýerde: ƒres = μs ”ýygylygy iň ýokary γ = gyromagnit gatnaşygy = 0.22 x 106 A-1 m μi = başlangyç geçirijilik Msat = 250-350 Am-1
Pes signal derejesinde ulanylýan we ferrit ýadrolary bu ýygylygyň aşagyndaky magnit parametrlerine ünsi jemleýänligi sebäpli, ferrit öndürijileri geçirijilik we / ýa-da ýitgi maglumatlary has ýokary ýygylyklarda seýrek çap edýärler. Şeýle-de bolsa, EMI-ni basmak üçin ferrit ýadroslary kesgitlenende has ýokary ýygylyk maglumatlary möhümdir.
Ferrit öndürijileriniň köpüsiniň EMI-ni basmak üçin ulanylýan komponentler üçin görkezýän häsiýeti impedansdyr. Impedans göni sanly okalmagy bilen täjirçilik taýdan elýeterli analizatorda aňsatlyk bilen ölçelýär. Gynansagam, impedans adatça belli bir ýygylykda kesgitlenýär we toplumyň ululygyny görkezýän skalardyr. impedans wektory. Bu maglumatlar gymmatly bolsa-da, köplenç ferritleriň zynjyr öndürijiligini modellemekde ýeterlik däl. Muňa ýetmek üçin komponentiň impedans bahasy we faza burçy ýa-da belli bir materialyň çylşyrymly geçirijiligi elýeterli bolmaly.
Feröne zynjyrda ferrit komponentleriniň öndürijiligini modellemezden ozal dizaýnerler aşakdakylary bilmelidirler:
bu ýerde μ '= çylşyrymly geçirijiligiň hakyky bölegi μ ”= çylşyrymly geçirijiligiň hyýaly bölegi j = Lo = howa ýadrosy induksiýasynyň birliginiň hyýaly wektory
Demir ýadrosynyň impedansy, ikisi hem ýygylyga bagly bolan induktiw reaksiýanyň (XL) we ýitgä garşylygyň (Rs) yzygiderli utgaşmasy hasaplanýar.
bu ýerde: Rs = jemi seriýa garşylygy = Rm + Re Rm = magnit ýitgileri sebäpli ekwiwalent seriýa garşylygy Re = mis ýitgileri üçin ekwiwalent seriýa garşylygy
Pes ýygylyklarda komponentiň impedansy ilkinji nobatda induktiwdir. Encyygylyk artdygyça ýitgiler köpelýär we umumy impedans ýokarlanýar. 4-nji surat orta geçirijilik materiallarymyz üçin XL, Rs we Z ýygylygy bilen adaty bir çyzgydyr. .
Soňra induktiw reaksiýa, howa ýadrosy induksiýasynyň Lo tarapyndan çylşyrymly geçirijiliginiň hakyky bölegine proporsionaldyr:
Lossitgä garşylyk, şol bir hemişelik bilen çylşyrymly geçirijiligiň hyýaly bölegine hem proporsionaldyr:
9-njy deňlemede esasy material µs we µs ”, esasy geometriýa bolsa Lo tarapyndan berilýär. Şonuň üçin dürli ferritleriň çylşyrymly geçirijiligini bilenden soň, islenýän ýerinde iň amatly materialy almak üçin deňeşdirme bolup biler. ýygylyk ýa-da ýygylyk aralygy. Iň oňat materialy saýlanyňyzdan soň, iň oňat ululykdaky komponentleri saýlamagyň wagty geldi. Çylşyrymly geçirijiligiň we impedansyň wektor görnüşi 5-nji suratda görkezilýär.
Impedans optimizasiýasy üçin esasy şekilleri we esasy materiallary deňeşdirmek, öndüriji basyş programmalary üçin maslahat berilýän ferrit materiallary üçin ýygylyga garşy çylşyrymly geçirijilik grafigini üpjün etse, gynansak-da, bu maglumatlar seýrek bolýar. Şeýle-de bolsa, öndürijileriň köpüsi ýygylyga garşy başlangyç geçirijiligi we ýitgini üpjün edýär. egriler. Bu maglumatlardan esasy impedansy optimizirlemek üçin ulanylýan materiallary deňeşdirip bolýar.
6-njy surata salgylanyp, dizaýneriň 100-den 900 kHz.73 material aralygynda maksimum impedensiýany kepillendirmek isleýändigini göz öňünde tutup, “Fair-Rite 73” materialynyň ýygylygyna garşy başlangyç geçirijilik we ýaýramak faktory [4]. Modellemek maksady bilen dizaýner 100 kHz (105 Hz) we 900 kHz impedans wektorynyň reaktiw we garşylykly böleklerine düşünmeli. Bu maglumatlary aşakdaky diagrammadan alyp bilersiňiz:
100kHz μs '= μi = 2500 we (Tan δ / μi) = 7 x 10-6, sebäbi Tan δ = μs "/ μs' soň μs" = (Tan δ / μi) x (μi) 2 = 43.8
Garaşylyşy ýaly, μ ”bu pes ýygylykda umumy geçirijilik wektoryna gaty az goşýar. Coreadrosyň impedansy esasan induktiwdir.
Dizaýnerler, ýadro # 22 sim kabul etmelidigini we 10 mm x 5 mm giňişlige laýyk bolmalydygyny bilýärler. Içki diametri 0,8 mm hökmünde kesgitlener. Göz öňünde tutulan impedans we onuň bölekleri üçin çözmek üçin ilki bilen daşky diametri bolan monjugy saýlaň. 10 mm we beýikligi 5 mm:
Z = ωLo (2500.38) = (6.28 x 105) x .0461 x log10 (5 / .8) x 10 x (2500.38) x 10-8 = 100 kHz-da 5,76 ohm
Bu ýagdaýda, köp halatlarda bolşy ýaly, has uzynlyk has kiçi OD ulanmak arkaly iň ýokary impedans gazanylýar. Eger şahsyýet has uly bolsa, meselem 4mm we tersine.
Şol bir çemeleşme, Lo birligine impedans bölekleri we ýygylyga garşy faza burçlary berilse ulanylyp bilner. 9, 10 we 11-nji suratlar şu ýerde ulanylýan üç material üçin şeýle egrileri görkezýär.
Dizaýnerler 25 MGs-dan 100 MGs ýygylyk aralygynda iň ýokary impedansy kepillendirmek isleýärler. Elýeterli tagtanyň meýdany ýene 10mm x 5mm we ýadro # 22 awg sim kabul etmeli. Üç sany ferrit materialynyň birligi impedansy üçin 7-nji surata serediň, ýa-da şol bir üç materialyň çylşyrymly geçirijiligi üçin 850-nji surat, 850 μi materialy saýlaň. [5] 9-njy suratda görkezilen grafigi ulanyp, orta geçirijilik materialynyň Z / Lo 25 MGs-da 350 x 108 ohm / H bolýar. Takmynan impedans üçin çözüň:
Öňki çekişme, saýlamagyň özeniniň silindr görnüşidigini göz öňünde tutýar. Eger ferrit ýadroslary tekiz lenta kabelleri, daňylan kabeller ýa-da deşikli plitalar üçin ulanylsa, Lo-ny hasaplamak has kynlaşýar we esasy ýoluň uzynlygy we täsirli meýdan şekilleri alynmalydyr. howa ýadrosynyň induksiýasyny hasaplamak .Bu ýadrosy matematiki dilimlemek we her dilim üçin hasaplanan ýoluň uzynlygyny we magnit meýdanyny goşmak arkaly amala aşyrylyp bilner. allöne ähli ýagdaýlarda impedansyň ýokarlanmagy ýa-da azalmagy proporsional bolar. ferrit ýadrosynyň beýikligi / uzynlygy. [6]
Mentionedokarda aýdylyşy ýaly, öndürijileriň köpüsi impedans nukdaýnazaryndan EMI programmalary üçin özenleri kesgitleýärler, ýöne ahyrky ulanyjy adatça ýagdaýyny bilmeli. Bu iki parametriň arasynda bar bolan gatnaşyk:
Bu gatnaşyk, ses çykarýan çeşmäniň päsgelçiligine we ses alýan ýüküň päsgelçiliklerine baglydyr. Bu bahalar adatça çylşyrymly sanlar bolup, diapazony çäksiz bolup biler we dizaýner üçin aňsat bolmaz. Bahasyny saýlamak Sourceük we çeşme päsgelçilikleri üçin 1 ohm, çeşme wyklýuçatel re modeiminiň elektrik üpjünçiligi bolup, köp pes impedans zynjyrlaryny ýüklän mahaly ýüze çykyp biler, deňlemeleri ýönekeýleşdirýär we ferrit ýadroslarynyň ýapylmagyny deňeşdirmäge mümkinçilik berýär.
12-nji suratda görkezilen graf, galkan monjuk impedansynyň we ýüküň köp umumy bahalary we generator impedansynyň arasyndaky baglanyşygy görkezýän egriler toplumydyr.
13-nji surat Zs-iň içerki garşylygy bilen päsgelçilik çeşmesiniň ekwiwalent zynjyrydyr. Päsgelçilik signaly, gysyjy ýadro seriýaly impedans Zsc we ýük impedansy ZL tarapyndan döredilýär.
14-nji we 15-nji suratlar şol bir üç ferrit material üçin temperatura garşy impedansyň grafikleri. Bu materiallaryň iň durnuklysy, 100º C we 100 MGs-de impedansyň 8% peselmegi bilen 61 materialdyr. Munuň tersine, 43 material 25 görkezdi şol bir ýygylykda we temperaturada impedansyň% peselmegi. Bu egriler, ýokary temperaturada ýapyşmak zerur bolsa, görkezilen otag temperaturasynyň impedansyny sazlamak üçin ulanylyp bilner.
Temperaturada bolşy ýaly, DC we 50 ýa-da 60 Hz üpjünçilik toklary hem şol bir özboluşly ferrit häsiýetlerine täsir edýär, bu bolsa öz gezeginde pes ýadro impedansyna sebäp bolýar. 16, 17 we 18-nji suratlar, ferrit materialynyň impedensiýasyna ikitaraplaýyn täsirini görkezýän adaty egrilerdir. .Bu egrilik impedansyň zaýalanmagyny belli bir material üçin meýdan güýjüniň ýygylygy funksiýasy hökmünde suratlandyrýar. Frequygylygyň artmagy bilen ikitaraplaýyn täsiriň azalýandygyny bellemelidiris.
Bu maglumatlar düzülenden bäri, “Fair-Rite Products” iki sany täze material hödürledi. 44-nji nikel-sink orta geçirijilik materialy, 31-si marganes-sink ýokary geçirijilik materialy.
19-njy surat, 31, 73, 44 we 43 materialdaky birmeňzeş ululykdaky monjuklar üçin impedansyň çyzgysydyr. 44 material has ýokary DC garşylygy, 109 ohm sm, has gowy termiki zarba häsiýetleri, temperaturanyň durnuklylygy we gowulaşan 43 materialdyr. has ýokary Kýuri temperaturasy (Tc). 44 material, 43 materialymyz bilen deňeşdirilende ýygylyk häsiýetlerine garanyňda birneme ýokary impedansiýa eýe. Stasionar material 31, ähli ölçeg ýygylygy diapazonynda 43 ýa-da 44-den has ýokary impedans görkezýär. 31-i ýeňilleşdirmek üçin döredildi Uly marganes-sink ýadrolarynyň pes ýygylygy basyp ýatyrmagyna täsir edýän we kabel birleşdirijisini basyş ýadrolaryna we uly toroidal ýadrolara üstünlikli ulanylýan ölçegli rezonans meselesi. 20-nji surat, ýarmarka üçin 43, 31 we 73 material üçin ýygylyga garşy impedans çyzgysy - 0,562 ″ OD, 0.250 ID we 1.125 HT bilen ýadrolary düzüň. 19-njy we 20-nji suratlary deňeşdireniňde, has kiçi ýadrolar üçin, 25 MGs ýygylyklar üçin 73 materialyň iň gowy basyjy materialdygyny bellemelidiris. Şeýle-de bolsa, esasy kesiş ulaldygyça iň ýokary ýygylyk azalýar. 20, 73-nji suratda görkezilişi ýaly iň ýokary ýygylyk 8 MGts. Şeýle hem 31 materialyň 8 MGs-den 300 MGs ýygylyk aralygynda gowy ýerine ýetirýändigini bellemelidiris. Şeýle-de bolsa, marganes sink ferriti hökmünde 31 material 102 ohm-sm has pes ses garşylygy we aşa temperaturanyň üýtgemegi bilen has impedans üýtgeýär.
Sözlük howa ýadrosy induksiýasy - Lo (H) coreadro birmeňzeş geçirijilikli bolsa we akym paýlanyşy hemişelik bolsa ölçeljek induksion. Lo = 4π N2 10-9 (H) C1 Ring Lo = .0461 N2 log10 (OD) / ID) Ht 10-8 (H) Ölçegleri mm
Duşuşyk - A (dB) Bir nokatdan beýlekisine geçirişde signal amplitudasynyň peselmegi. Giriş amplitudasynyň çykyş amplitudasyna, desibelde skalar gatnaşygy.
Esasy yzygiderlilik - C1 (cm-1) Magnit zynjyryň her bölüminiň şol bir bölümiň degişli magnit sebiti bilen bölünen magnit ýol uzynlygynyň jemi.
Esasy yzygiderli - C2 (cm-3) Magnit zynjyryň her bölüminiň şol bir bölümiň degişli magnit meýdanynyň kwadratyna bölünen magnit zynjyrynyň uzynlygynyň jemi.
Magnit ýol meýdanynyň täsirli ölçegleri Ae (cm2), ýoluň uzynlygy le (sm) we göwrümi Ve (cm3) Berlen ýadro geometriýasy üçin magnit ýoluň uzynlygy, kesiş meýdany we göwrümi hasaplanýar. toroidal ýadro, material berlen ýadro bilen deň bolan magnit häsiýetlere eýe bolmalydyr.
Meýdanyň güýji - H (Oersted) Meýdanyň güýjüniň ululygyny häsiýetlendirýän parametr.H = .4 π NI / le (Oersted)
Akymyň dykyzlygy - B (Gaussian) Sebitdäki induksiýa magnit meýdanynyň akym ýoluna adaty parametri.
Impedans - Z (ohm) Ferritiň impedansy çylşyrymly geçirijiligi taýdan aňladylyp bilner.Z = jωLs + Rs = jωLo (μs'- jμs ”) (ohm)
Ossitirilen tangent - tan fer Ferritiň ýitgi tangenti, Q zynjyrynyň özara garşylygyna deňdir.
Ossitgiler faktory - tan δ / μi Magnit akymynyň dykyzlygynyň esasy komponentleriniň we başlangyç geçirijiligi bilen meýdan güýjüniň arasynda fazany aýyrmak.
Magnit geçirijiligi - magn Magnit akymynyň dykyzlygynyň we ulanylýan üýtgeýän meýdan güýjüniň gatnaşygyndan alnan magnit geçirijiligi…
Amplitudanyň geçirijiligi, μa - akym dykyzlygynyň kesgitlenen bahasy başlangyç geçirijilik üçin ulanylýan bahadan uly bolanda.
Netijeli geçirijilik, μe - Magnit ýoly bir ýa-da birnäçe howa boşlugy bilen gurlanda, geçirijilik şol bir islegsizligi üpjün edýän gipotetiki birmeňzeş materialyň geçirijiligi.
Ylalaşyk, elektrik we elektronika in engineeringener hünärmenleri üçin habarlaryň, maglumatlaryň, bilimiň we ylhamyň esasy çeşmesidir.
Aerokosmos Awtoulag Aragatnaşyklary Sarp ediji Elektronikasy Bilim Energetika we Energetika Senagat Maglumat Tehnologiýasy Lukmançylyk Harby we Goranmak