Thông tin PCB - Kỹ năng lựa chọn hạt từ trong thiết kế mạch PCB

Trong thiết kế bảng PCB lý do sử dụng hạt từ SMD và cảm ứng SMD: liệu sử dụng hạt từ SMD hoặc cảm ứng SMD chủ yếu phụ thuộc vào ứng dụng. Các cảm ứng chip được yêu cầu trong các mạch cộng hưởng. Khi cần phải loại bỏ tiếng ồn EMI không mong muốn, việc sử dụng hạt chip là sự lựa chọn. Đơn vị của hạt từ là ohm, không phải thợ săn. Cần chú ý đặc biệt đến điểm này. Bởi vì đơn vị của hạt từ tính là danh nghĩa theo trở kháng mà nó tạo ra ở một tần số nhất định, đơn vị trở kháng cũng là ohm. Bảng dữ liệu của hạt từ thường cung cấp đường cong đặc trưng của tần số và trở kháng. Nói chung, 100MHz được sử dụng như tiêu chuẩn, chẳng hạn như 1000R 100MHz, có nghĩa là trở kháng của hạt từ tương đương với 600 ohm ở tần số 100MHz.

2. Bộ lọc thông thường bao gồm các thành phần phản ứng không mất mát. Chức năng của nó trong dòng là phản ánh tần số dừng lại đến nguồn tín hiệu, vì vậy loại bộ lọc này cũng được gọi là bộ lọc phản ánh. Khi bộ lọc phản ánh không phù hợp với trở kháng của nguồn tín hiệu, một phần năng lượng được phản ánh trở lại nguồn tín hiệu, dẫn đến sự gia tăng mức can thiệp. Để giải quyết nhược điểm này, một vòng từ ferrit hoặc tay áo hạt từ có thể được sử dụng trên đường đến của bộ lọc, và mất dòng xoáy của tín hiệu tần số cao bởi vòng ferrit hoặc hạt từ có thể được sử dụng để chuyển đổi thành phần tần số cao thành mất nhiệt. Do đó, vòng từ và hạt từ thực sự hấp thụ các thành phần tần số cao, vì vậy đôi khi chúng được gọi là bộ lọc hấp thụ. Các thành phần ức chế ferrite khác nhau có phạm vi tần số ức chế khác nhau. Nói chung, độ thấm thấm càng cao, tần số ức chế càng thấp. Ngoài ra, khối lượng ferrite càng lớn, hiệu ứng ức chế càng tốt. Khi khối lượng không đổi, hình dạng dài và mỏng có hiệu ứng ức chế tốt hơn hình dạng ngắn và dày, và đường kính bên trong càng nhỏ, hiệu ứng ức chế càng tốt. Tuy nhiên, trong trường hợp DC hoặc AC bias current, vẫn có vấn đề bão hòa ferrite. Mặt cắt xuyên của yếu tố ức chế càng lớn, nó càng ít khả năng bị bão hòa và dòng chảy thiên vị có thể được dung nạp càng lớn. Khi EMI hấp thụ vòng từ / hạt từ ức chế sự can thiệp chế độ khác biệt, giá trị hiện tại đi qua nó tỷ lệ với khối lượng của nó, và sự mất cân bằng của hai nguyên nhân bão hòa, làm giảm hiệu suất của thành phần; khi ức chế sự can thiệp chế độ chung, kết nối hai dây (tích cực và tiêu cực) của nguồn cung cấp điện với nguồn cung cấp điện. Vượt qua một vòng từ cùng một lúc, tín hiệu hiệu quả là một tín hiệu chế độ khác biệt, và vòng từ hấp thụ EMI / hạt từ không có ảnh hưởng đến nó, trong khi đối với tín hiệu chế độ phổ biến, nó sẽ hiển thị một cảm ứng lớn. Ngoài ra còn có một phương pháp tốt hơn trong việc sử dụng vòng từ, đó là để làm cho dây đi qua cuộn dây vòng từ vài lần để tăng điện cảm. Theo nguyên tắc ức chế nhiễu điện từ của nó, hiệu ứng ức chế của nó có thể được sử dụng hợp lý. Các thành phần ức chế ferrite nên được lắp đặt gần nguồn can thiệp. Đối với các mạch đầu vào / đầu ra, nó nên càng gần càng tốt với đầu vào và đầu ra của trường hợp che chắn. Đối với bộ lọc hấp thụ bao gồm vòng từ ferrite và hạt từ, ngoài việc sử dụng vật liệu tiêu thụ có độ thấm từ cao, cũng nên chú ý đến ứng dụng của nó. Sự kháng của chúng đối với các thành phần tần số cao trong dòng là khoảng mười đến vài trăm Ω, vì vậy hiệu ứng của nó không rõ ràng trong các mạch trở kháng cao, ngược lại, trong các mạch trở kháng thấp (chẳng hạn như phân phối điện, cung cấp điện hoặc mạch RF) Sử dụng sẽ rất hiệu quả. Ferrite được sử dụng rộng rãi trong điều khiển EMI bởi vì chúng có thể làm suy giảm tần số cao hơn trong khi cho phép tần số thấp hơn đi qua gần như không bị cản trở. Các vòng từ / hạt để hấp thụ EMI có thể được làm thành các hình dạng khác nhau và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, trên bảng PCB, nó có thể được thêm vào các mô-đun DC / DC, đường dây dữ liệu, đường dây điện, v.v. Nó hấp thụ các tín hiệu can thiệp tần số cao trên dòng nơi nó nằm, nhưng nó sẽ không tạo ra các 0 và cực mới trong hệ thống và sẽ không phá hủy sự ổn định của hệ thống. Nó được sử dụng kết hợp với bộ lọc cung cấp điện, có thể bổ sung tốt cho việc thiếu hiệu suất tần số cao của bộ lọc và cải thiện các đặc điểm lọc trong hệ thống. Các hạt từ được thiết kế đặc biệt để ngăn chặn tiếng ồn tần số cao và sự can thiệp của dòng tín hiệu và dòng điện, và cũng có khả năng hấp thụ các xung tĩnh điện. Các hạt từ được sử dụng để hấp thụ các tín hiệu tần số siêu cao, chẳng hạn như một số mạch RF, PLL, mạch dao động, bao gồm các mạch bộ nhớ tần số siêu cao (DDR SDRAM, RAMBUS, v.v.) cần thêm hạt từ vào phần đầu vào điện, và điện cảm là một loại lưu trữ. Các thành phần năng lượng, được sử dụng trong mạch dao động LC, mạch lọc ở tần số trung bình và thấp, v.v., phạm vi tần số ứng dụng hiếm khi vượt quá 50MHZ. 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 lồng trên mức truyền DC. Thành phần DC là tín hiệu hữu ích cần thiết, trong khi năng lượng RF RF là vô dụng. nhiễu điện từ (EMI) được truyền và phát ra dọc theo dòng. Để loại bỏ các năng lượng tín hiệu không mong muốn này, một hạt chip được sử dụng để hoạt động như một điện trở tần số cao (bộ giảm nhẹ), cho phép các tín hiệu DC đi qua và lọc ra các tín hiệu AC. Thông thường các tín hiệu tần số cao trên 30MHz, tuy nhiên, các tín hiệu tần số thấp cũng bị ảnh hưởng bởi hạt chip. Các hạt từ chip bao gồm vật liệu ferrite mềm, tạo thành một cấu trúc đơn đá với điện trở khối lượng cao. Mất dòng chảy có tỷ lệ ngược với điện trở của vật liệu ferrit. Mất dòng chảy tỷ lệ với vuông của tần số tín hiệu. Lợi ích của việc sử dụng hạt SMD: Thu hóa và Trọng lượng nhẹ Trọng trở cao trong phạm vi tần số tiếng ồn RF, loại bỏ EMI trong đường truyền. Cấu trúc mạch từ kín để loại bỏ tốt hơn cuộn dây chéo tín hiệu. Cấu trúc che chắn từ tuyệt vời. Giảm điện trở DC để tránh suy giảm quá mức của tín hiệu hữu ích. Đặc điểm tần số cao đáng kể và đặc điểm trở kháng (loại bỏ tốt hơn năng lượng RF). Loại bỏ dao động ký sinh trùng trong các mạch khuếch đại tần số cao. Hoạt động hiệu quả là trong phạm vi tần số từ vài MHz đến vài trăm MHz. Để chọn các hạt từ chính xác, có những đề xuất sau:1. Phạm vi tần số của tín hiệu không mong muốn là gì? 2. Nguồn tiếng ồn là ai? 3. Cho dù có không gian để đặt hạt từ trên PCB; 4. Bao nhiêu giảm tiếng ồn là cần thiết; 5. Điều kiện môi trường là gì (nhiệt độ, điện áp DC, sức mạnh cấu trúc); 6. mạch và trở kháng tải là gì; Ba đầu tiên có thể được đánh giá bằng cách quan sát đường cong tần số trở kháng được cung cấp. Trong đường cong trở kháng ba đường cong là rất quan trọng, cụ thể là kháng, phản ứng cảm ứng và trở kháng tổng thể. Tổng kháng trở được mô tả bằng ZR22Ï ¢ fL (() 2 +: = fL. Từ đường cong này, chọn một mô hình hạt có kháng trở trong phạm vi tần số nơi bạn muốn giảm thiểu tiếng ồn và giảm thiểu giảm thiểu tín hiệu ở tần số thấp và DC. Các đặc điểm trở kháng của hạt từ chip sẽ bị ảnh hưởng khi điện áp DC quá lớn. Ngoài ra, nếu nhiệt độ làm việc quá cao hoặc từ trường bên ngoài quá lớn, trở kháng của hạt từ sẽ bị ảnh hưởng bất lợi. Lý do sử dụng hạt chip và cảm ứng chip: liệu sử dụng hạt chip hoặc cảm ứng chip chủ yếu phụ thuộc vào ứng dụng. Các cảm ứng chip được yêu cầu trong các mạch cộng hưởng. cần loại bỏ tiếng ồn EMI không mong muốn, việc sử dụng hạt chip là sự lựa chọn. Các ứng dụng hạt từ SMD và bộ cảm ứng chip: bộ cảm ứng SMD: tần số vô tuyến (RF) và truyền thông không dây, thiết bị công nghệ thông tin, máy dò radar, ô tô, điện thoại di động, máy pager, thiết bị âm thanh, PDA (trợ lý kỹ thuật số cá nhân), hệ thống điều khiển từ xa không dây và mô-đun cung cấp điện áp thấp, v.v.