Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Thiết kế điện tử

Thiết kế điện tử - Làm thế nào để chọn hạt từ trong thiết kế mạch PCB

Thiết kế điện tử

Thiết kế điện tử - Làm thế nào để chọn hạt từ trong thiết kế mạch PCB

Làm thế nào để chọn hạt từ trong thiết kế mạch PCB

2021-10-19
View:544
Author:Downs

Công nghệ lựa chọn hạt từ trong thiết kế mạch PCB như sau:

Lý do sử dụng hạt chip và cảm biến chip: Việc sử dụng hạt chip hay cảm biến chip chủ yếu phụ thuộc vào ứng dụng. Cần có cảm biến SMD trong mạch cộng hưởng. Sử dụng hạt chip là lựa chọn tốt nhất khi cần loại bỏ tiếng ồn EMI không cần thiết.

Đơn vị của hạt từ tính là Ohm, không phải Hunter. Hãy đặc biệt chú ý đến điều này. Bởi vì đơn vị của hạt từ trên danh nghĩa dựa trên trở kháng mà nó tạo ra ở một tần số cụ thể, đơn vị trở kháng cũng là ohms. Bảng dữ liệu của hạt từ thường cung cấp một đường cong đặc tính tần số và trở kháng. Thông thường, 100MHz là tiêu chuẩn, chẳng hạn như 1000R 100MHz, có nghĩa là trở kháng của hạt tương đương với 600 ohms ở tần số 100MHz.

2. Bộ lọc thông thường bao gồm các thành phần phản ứng không phá hủy, vai trò của chúng trong đường dây là phản xạ tần số băng trở lại nguồn tín hiệu, vì vậy loại bộ lọc này còn được gọi là bộ lọc phản xạ. Khi bộ lọc phản xạ không phù hợp với trở kháng của nguồn tín hiệu, một phần năng lượng sẽ được phản xạ trở lại nguồn tín hiệu, dẫn đến mức nhiễu tăng lên. Để giải quyết vấn đề này, các thành phần tần số cao có thể được chuyển đổi thành tổn thất nhiệt bằng cách sử dụng vòng sắt hoặc tay áo hạt trên đường vào của bộ lọc, sử dụng tổn thất xoáy của vòng từ hoặc hạt trên tín hiệu tần số cao. Do đó, các vòng và hạt thực sự hấp thụ các thành phần tần số cao, vì vậy chúng đôi khi được gọi là bộ lọc hấp thụ.

Bảng mạch

Các bộ phận ức chế ferrite khác nhau có dải tần số ức chế tối ưu khác nhau. Thông thường, độ dẫn từ càng cao, tần suất ức chế càng thấp. Ngoài ra, khối lượng ferrite càng lớn, hiệu quả ức chế càng tốt. Một số nghiên cứu bò lớn trên trang web của chương trình My Love đã phát hiện ra rằng khi khối lượng không thay đổi, hình dạng thon dài có tác dụng ức chế tốt hơn so với hình dạng ngắn và dày, với đường kính bên trong nhỏ hơn, hiệu quả ức chế tốt hơn. Tuy nhiên, vấn đề bão hòa ferrite vẫn tồn tại trong sự hiện diện của dòng điện thiên vị DC hoặc AC. Mặt cắt ngang của phần tử ức chế càng lớn, khả năng bão hòa càng ít và dòng điện thiên vị có thể chịu đựng được càng lớn. Khi EMI hấp thụ vòng từ/hạt từ để ức chế nhiễu mô hình vi sai, giá trị hiện tại đi qua nó tỷ lệ thuận với thể tích của nó. Sự mất cân bằng của cả hai dẫn đến bão hòa và làm giảm hiệu suất của các thành phần; Khi ức chế nhiễu chế độ chung, kết nối hai dây của nguồn điện (dương và âm). Đi qua vòng từ cùng một lúc, tín hiệu hiệu quả là tín hiệu chế độ vi sai, vòng hấp thụ EMI/hạt từ không ảnh hưởng đến nó, nhưng đối với tín hiệu chế độ chung, nó sẽ thể hiện điện cảm lớn hơn. Một cách tốt hơn để sử dụng vòng nam châm là làm cho dây của vòng nam châm đi qua nhiều lần để tăng độ tự cảm. Theo nguyên tắc ức chế của nó đối với nhiễu điện từ, hiệu ứng ức chế của nó có thể được sử dụng hợp lý.

Các bộ phận ức chế ferrite nên được lắp đặt gần nguồn gây nhiễu. Đối với mạch đầu vào/đầu ra, nó phải càng gần lối vào và lối ra của vỏ được che chắn càng tốt. Đối với các bộ lọc hấp thụ bao gồm các hạt ferrite và hạt, ngoài việc sử dụng các vật liệu bị mất có độ dẫn từ cao, cần chú ý đến ứng dụng của chúng. Chúng có điện trở khoảng mười đến vài trăm angstrom đối với các thành phần tần số cao trong mạch, vì vậy vai trò của nó trong các mạch trở kháng cao không rõ ràng và ngược lại, sẽ rất hiệu quả khi được sử dụng trong các mạch trở kháng thấp như phân phối điện, nguồn điện hoặc mạch RF.

Vì ferrite có thể phân rã tần số cao hơn trong khi cho phép tần số thấp hơn đi qua gần như không bị cản trở, nó đã được sử dụng rộng rãi để kiểm soát EMI. Vòng nam châm/hạt nam châm để hấp thụ EMI có thể được tạo thành nhiều hình dạng khác nhau và được sử dụng rộng rãi trong nhiều dịp khác nhau. Nếu trên bảng mạch PCB, nó có thể được thêm vào mô-đun DC/DC, dây dữ liệu, dây nguồn, v.v. Nó hấp thụ tín hiệu nhiễu tần số cao trên đường dây mà nó có, nhưng nó sẽ không tạo ra các cực và điểm không mới trong hệ thống, cũng không phá vỡ sự ổn định của hệ thống. Nó hoạt động với bộ lọc nguồn, có thể bổ sung tốt cho sự thiếu hiệu suất cuối tần số cao của bộ lọc và cải thiện các đặc tính lọc trong hệ thống.

Các hạt từ được thiết kế đặc biệt để ngăn chặn tiếng ồn tần số cao và nhiễu đột biến trên đường tín hiệu và đường dây điện, và cũng có khả năng hấp thụ các xung tĩnh điện.

Hạt từ được sử dụng để hấp thụ tín hiệu UHF. Ví dụ, một số mạch RF, PLL, mạch dao động và mạch lưu trữ tần số cực cao (DDR SDRAM, RAMBUS, v.v.) yêu cầu thêm hạt từ vào phần đầu vào công suất, trong khi cảm ứng là một thành phần lưu trữ năng lượng được sử dụng trong mạch dao động LC, mạch lọc tần số trung bình và thấp, v.v., dải tần số ứng dụng hiếm khi vượt quá 50 MHZ.

Chức năng của hạt từ chủ yếu là loại bỏ tiếng ồn RF tồn tại trong cấu trúc đường truyền (mạch). Năng lượng RF là thành phần sóng sin AC chồng lên mức truyền DC. Thành phần DC là tín hiệu hữu ích cần thiết, trong khi năng lượng RF là vô dụng. Các nhiễu điện từ truyền và bức xạ dọc theo đường dây (EMI). Để loại bỏ năng lượng tín hiệu không mong muốn này, các hạt chip được sử dụng để đóng vai trò của điện trở tần số cao (bộ suy hao). Thiết bị này cho phép tín hiệu DC đi qua trong khi lọc tín hiệu AC. Thông thường tín hiệu tần số cao trên 30 MHz, tuy nhiên, tín hiệu tần số thấp cũng bị ảnh hưởng bởi hạt chip.

Các hạt từ tính SMD bao gồm các vật liệu ferrite mềm tạo thành một cấu trúc mảnh duy nhất với điện trở suất cao. Mất xoáy tỷ lệ nghịch với điện trở suất của vật liệu ferrite. Mất xoáy tỷ lệ thuận với bình phương tần số tín hiệu. Ưu điểm của việc sử dụng hạt chip: thu nhỏ và trọng lượng nhẹ, trở kháng cao trong dải tần số của tiếng ồn tần số vô tuyến, loại bỏ nhiễu điện từ trong đường truyền. Cấu trúc mạch kín có thể loại bỏ tốt hơn các cuộn dây chéo tín hiệu. Cấu trúc lá chắn từ tính tuyệt vời. Giảm điện trở DC để tránh suy giảm quá mức các tín hiệu hữu ích. Đặc tính tần số cao đáng kể và đặc tính trở kháng (loại bỏ năng lượng RF tốt hơn). Loại bỏ các dao động ký sinh trong mạch khuếch đại tần số cao. Hoạt động hiệu quả trong dải tần từ vài megahertz đến vài trăm megahertz.

Để chọn hạt từ đúng cách, các tác giả đưa ra một số khuyến nghị cốt lõi:

1. Dải tần số của tín hiệu không mong muốn là gì;

Ai là nguồn gốc của tiếng ồn?

3. Cho dù có không gian trên bảng PCB để đặt hạt từ tính;

4. Cần bao nhiêu tiếng ồn để suy giảm;

5. Điều kiện môi trường là gì (nhiệt độ, điện áp DC, sức mạnh cấu trúc);

6. Mạch và tải trở kháng là gì?

Ba loại đầu tiên có thể được đánh giá bằng cách nhìn vào đường cong tần số trở kháng được cung cấp bởi nhà sản xuất PCB. Có ba đường cong trong đường cong trở kháng là điện trở, điện cảm và tổng trở kháng. Tổng trở kháng được mô tả bởi ZR22ÍfL () 2+:=fL. Thông qua đường cong này, một mô hình hạt từ có trở kháng tối đa trong dải tần số nơi tiếng ồn bị suy giảm và tín hiệu suy giảm càng nhỏ càng tốt được chọn trong điều kiện tần số thấp và DC. Đặc tính trở kháng của hạt chip sẽ bị ảnh hưởng ở điện áp DC quá lớn. Ngoài ra, nếu nhiệt độ hoạt động tăng quá cao hoặc từ trường bên ngoài quá lớn, trở kháng của hạt sẽ bị ảnh hưởng bất lợi. Bạn cũng có thể đến Triển lãm Điện tử Thâm Quyến để lựa chọn. Lý do sử dụng hạt chip và cảm biến chip: Việc sử dụng hạt chip hay cảm biến chip chủ yếu phụ thuộc vào ứng dụng. Cần có cảm biến SMD trong mạch cộng hưởng. Sử dụng hạt chip là lựa chọn tốt nhất khi cần loại bỏ tiếng ồn EMI không cần thiết.