Elektronisches Design - Wie wählt man magnetische Perlen im PCB-Design?

Ob Spanperlen oder Spaninduktivitäten in PCB-Design hängt hauptsächlich vom Anwendungsszenario ab. SMD-Induktivitäten werden im Resonanzkreis benötigt. Wenn es notwendig ist, unnötiges EMI-Rauschen zu beseitigen, Die Verwendung von Spanperlen ist die beste Wahl.

1. Die Einheit der magnetischen Perle ist ohm, nicht Hunter. Da die Einheit der magnetischen Perle nominell auf der Impedanz basiert, die sie bei einer bestimmten Frequenz erzeugt, ist die Impedanz-Einheit auch Ohms. Die DATASHEET der Magnetkugeln liefert im Allgemeinen Frequenz- und Impedanzkurven. Im Allgemeinen ist 100MHz der Standard, wie 1000R100MHz, was bedeutet, dass die Impedanz der magnetischen Perlen 600 Ohms bei einer Frequenz von 100MHz entspricht.

2. Gewöhnliche Filter bestehen aus verlustfreien Reaktanzkomponenten, und ihre Rolle in der Leitung besteht darin, die Stoppbandfrequenz zurück zur Signalquelle zu reflektieren, so dass diese Art von Filter auch als Reflexionsfilter bezeichnet wird. Wenn der Reflexionsfilter nicht mit der Impedanz der Signalquelle übereinstimmt, wird ein Teil der Energie zurück zur Signalquelle reflektiert, was zu einer Erhöhung des Störpegels führt. Um dieses Problem zu lösen, kann ein Ferrit-Magnetring oder eine magnetische Perlenhülse am Einlass des Filters verwendet werden, und der Wirbelstromverlust des Magnetrings oder der magnetischen Perle zum Hochfrequenzsignal wird verwendet, um die Hochfrequenzkomponente in Wärmeverlust umzuwandeln. Daher absorbieren der Magnetring und die Magnetkugeln tatsächlich hochfrequente Komponenten, so dass sie manchmal Absorptionsfilter genannt werden.

Verschiedene Ferrit-Unterdrückungskomponenten haben unterschiedliche optimale Unterdrückungsfrequenzbereiche. Generell gilt, je höher die Durchlässigkeit, desto geringer die Häufigkeit der Unterdrückung. Je größer das Ferritvolumen, desto besser der Unterdrückungseffekt. Einige Online-Forschungen haben herausgefunden, dass, wenn das Volumen konstant ist, eine lange und dünne Form einen besseren Unterdrückungseffekt hat als eine kurze und dicke, und je kleiner der Innendurchmesser, desto besser der Unterdrückungseffekt. Bei Vorliegen von DC- oder AC-Biasstrom besteht jedoch immer noch das Problem der Ferritsättigung.

Je größer der Querschnitt des Unterdrückungselements, je geringer die Wahrscheinlichkeit, gesättigt zu sein und desto größer der tolerierbare Vorspannungsstrom. Wenn der EMI-Absorptionsmagnetring/Magnetkugel unterdrückt die Differenzmodenstörung, der aktuelle Wert, der ihn durchläuft, ist proportional zu seinem Volumen, und das Ungleichgewicht der beiden verursacht Sättigung, die Leistung des Bauteils verringert; bei Unterdrückung von Gleichtaktstörungen, connect the two wires of the power supply (positive and negative) Passing through a magnetic ring at the same time, Das effektive Signal ist ein Differentialmodussignal, und der EMI-Absorptionsmagnetring/Magnetperle hat keine Wirkung darauf, aber für das Gleichtaktsignal, es zeigt eine größere Induktivität. Eine andere bessere Möglichkeit, den Magnetring zu verwenden, besteht darin, die Drähte des Magnetrings, die ihn wiederholt durchlaufen, herzustellen, um die Induktivität zu erhöhen. Entsprechend seinem Unterdrückungsprinzip der elektromagnetischen Störung, seine Unterdrückungseffekte kann vernünftig genutzt werden.

Ferrit-Unterdrückungskomponenten sollten in der Nähe der Störquelle installiert werden. Bei der Ein-/Ausgangsschaltung sollte sie möglichst nahe am Ein- und Ausgang des Abschirmgehäuses liegen. Für den Absorptionsfilter, der aus Ferritperlen und magnetischen Perlen besteht, sollte neben der Verwendung von verlustbehafteten Materialien mit hoher Permeabilität auch auf seine Anwendung geachtet werden. Ihre Beständigkeit gegenüber hochfrequenten Komponenten in der Schaltung beträgt etwa zehn bis mehrere hundert Ω, so dass ihre Rolle in hochohmigen Schaltungen nicht offensichtlich ist. Im Gegenteil, in niederohmigen Schaltkreisen (wie Stromverteilung, Stromversorgung oder Hochfrequenzschaltungen) wird die Verwendung sehr effektiv sein.

Weil Ferrit höhere Frequenzen abschwächen kann, während niedrigere Frequenzen nahezu ungehindert passieren können, Es ist weit verbreitet in der EMI-Kontrolle. Der Magnetring/Magnetperlen, die für die EMI-Absorption verwendet werden, können in verschiedenen Formen hergestellt und in verschiedenen Gelegenheiten weit verbreitet sein. Wenn es auf der Leiterplatte, es kann zum DC hinzugefügt werden/DC-Modul, Datenzeile, Stromleitung, etc. Es absorbiert hochfrequente Störsignale auf der Leitung, in der es sich befindet, aber es erzeugt keine neuen Pole und Nullen im System, und wird die Stabilität des Systems nicht zerstören. Es wird in Verbindung mit dem Netzteilfilter verwendet, die fehlende Leistung des Hochfrequenz-Endes des Filters gut ergänzen und die Filtereigenschaften im System verbessern können.

Magnetische Perlen werden speziell verwendet, um hochfrequente Rauschen und Spitzeninterferenzen auf Signalleitungen und Stromleitungen zu unterdrücken und haben auch die Fähigkeit, elektrostatische Impulse zu absorbieren.

Magnetische Perlen werden verwendet, um ultrahochfrequente Signale zu absorbieren. Zum Beispiel müssen einige HF-Schaltungen, PLLs, Oszillationsschaltungen und Ultra-Hochfrequenz-Speicherschaltungen (DDRSDRAM, RAMBUS usw.) dem Leistungseingangsteil magnetische Perlen hinzufügen, und Induktivität ist eine Art Energiespeicherkomponenten, die in LC-Oszillatorschaltungen, Mittel- und Niederfrequenz-Filterschaltungen usw. verwendet werden, deren Anwendungsfrequenzbereich selten 50MHZ übersteigt.

Die Funktion der magnetischen Perlen besteht hauptsächlich darin, das HF-Rauschen, das in der Übertragungsleitungsstruktur (Schaltung) vorhanden ist, zu beseitigen. HF-Energie ist eine AC-Sinuswellenkomponente, die auf der DC-Übertragungsebene überlagert wird. Die DC-Komponente ist das erforderliche Nutzsignal, während die Hochfrequenz-HF-Energie nutzlos ist. Die elektromagnetischen Störungen werden entlang der Leitung übertragen und abgestrahlt (EMI). Um diese unerwünschte Signalenergie zu eliminieren, werden Chipbeads verwendet, um die Rolle des Hochfrequenzwiderstandes (Abschwächer) zu spielen. Dieses Gerät ermöglicht es DC-Signale zu passieren, während AC-Signale herausgefiltert werden. Normalerweise liegt das Hochfrequenzsignal über 30MHz, aber das Niederfrequenzsignal wird auch von den Chipperlen beeinflusst.

Die Chip-Magnetperlen bestehen aus weichen Ferritmaterialien und bilden eine monolithische Struktur mit hohem Volumenwiderstand. Der Wirbelstromverlust ist umgekehrt proportional zum Widerstand von Ferritmaterialien. Der Wirbelstromverlust ist proportional zum Quadrat der Signalfrequenz.

Die Vorteile der Verwendung von Chipperlen: Miniaturisierung und geringes Gewicht haben eine hohe Impedanz im Frequenzbereich von Hochfrequenzrauschen und eliminieren elektromagnetische Störungen in der Übertragungsleitung. Geschlossene magnetische Schaltungsstruktur kann Signalquerwicklung besser beseitigen. Hervorragende magnetische Abschirmstruktur. Reduzieren Sie den DC-Widerstand, um eine übermäßige Dämpfung nützlicher Signale zu vermeiden. Signifikante Hochfrequenzmerkmale und Impedanzmerkmale (HF-Energie besser eliminieren). Beseitigen Sie parasitäre Schwingungen in Hochfrequenz-Verstärkerschaltungen. Wirksam im Frequenzbereich von mehreren MHz bis mehreren hundert MHz arbeiten.

Einige Vorschläge für die richtige Auswahl des Kerns von magnetischen Perlen im PCB-Design:

1. Was ist der Frequenzbereich des unerwünschten Signals;

2. Wer ist die Lärmquelle?

3. Gibt es Platz, um magnetische Perlen auf der Leiterplatte zu platzieren;

4. Wie viel Schalldämpfung benötigt wird;

5. Was sind die Umweltbedingungen (Temperatur, Gleichspannung, strukturelle Stärke);

6. Was ist die Schaltung und die Lastimpedanz?

Die ersten drei können durch Beobachtung der Impedanzfrequenzkurve beurteilt werden, die von der Leiterplattenhersteller. Drei Kurven sind sehr wichtig in der Impedanzkurve, nämlich Widerstand, Induktivität und Gesamtimpedanz. The total impedance is described by ZR22πfL() 2+:=fL. Durch diese Kurve, Wählen Sie das Magnetperlenmodell mit der größten Impedanz im Frequenzbereich aus, in dem das Rauschen gedämpft werden soll und die Signaldämpfung bei Niederfrequenz und Gleichstrom so gering wie möglich ist. Die Impedanzeigenschaften der Chipbeads werden unter übermäßiger Gleichspannung beeinflusst. Darüber hinaus, Wenn die Betriebstemperatur zu hoch steigt oder das äußere Magnetfeld zu groß ist, die Impedanz der Perlen wird beeinträchtigt. Sie können auch zur Shenzhen Electronics Show gehen, um zu wählen. Der Grund für den Einsatz von Chipbeads und Chipinduktivitäten: Ob Chipbeads oder Chipinduktivitäten verwendet werden, hängt hauptsächlich von der Anwendung ab. SMD-Induktivitäten werden im Resonanzkreis benötigt. Wenn es notwendig ist, unnötiges EMI-Rauschen zu beseitigen, Die Verwendung von Spanperlen ist die beste Wahl.

Anwendungsfälle von Chipperlen und Chipinduktoren:

Chip-Induktivitäten: Hochfrequenz (RF) und drahtlose Kommunikation, informationstechnische Ausrüstung, Radardetektoren, Automobile, Mobiltelefone, Pager, Audiogeräte, PDAs (persönliche digitale Assistenten), drahtlose Fernsteuerungssysteme und Niederspannungs-Stromversorgungsmodule.

Chipperlen: Taktgenerierungsschaltung, Filterung zwischen analoger Schaltung und digitaler Schaltung, interne I/O-Eingang/Ausgang-Anschlüsse (wie serieller Anschluss, paralleler Anschluss, Tastatur, Maus, Fernkommunikation, lokales Netzwerk), Hochfrequenz-Schaltung (RF)-Schaltung Zwischen der Logikgeräte, die anfällig für Störungen ist, Der Stromkreis filtert hochfrequente Leitungsstörungen heraus und das EMI-Rauschen in Computern, Videorecordern (VCRS), Fernsehsystemen und Mobiltelefonen wird unterdrückt.