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

Die Auswahltechniken von magnetischen Perlen im PCB-Schaltungsdesign sind wie folgt:

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, ist die Verwendung von Chipbeads die beste Wahl.

1. Die Einheit der magnetischen Perle ist Ohms, nicht Hunter. Achten Sie besonders auf diesen Punkt. 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 magnetischen Perle liefert im Allgemeinen Frequenz- und Impedanzkurven. Im Allgemeinen ist 100MHz der Standard, wie 1000R 100MHz, was bedeutet, dass die Impedanz der magnetischen Perle 600 Ohms bei einer Frequenz von 100MHz entspricht.

2. Gewöhnliche Filter bestehen aus verlustfreien reaktiven Komponenten, 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 Perlhülse auf der Eingangsleitung des Filters verwendet werden, um den Wirbelstromverlust des Rings oder die magnetische Perle auf dem Hochfrequenzsignal zu verwenden, 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 große Kuhforschungen auf der Website von My Love Program fanden heraus, dass, wenn das Volumen konstant ist, die lange und dünne Form einen besseren Unterdrückungseffekt hat als die 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 ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, gesättigt zu sein und desto größer ist der tolerierbare Vorspannungsstrom. Wenn der EMI-Absorptionsmagnetring/magnetische Wulst die Differenzmodenstörung unterdrückt, ist der Stromwert proportional zu seinem Volumen. Das Ungleichgewicht der beiden verursacht Sättigung und verringert die Leistung der Komponente; Wenn Sie die Gleichtaktstörung unterdrücken, schließen Sie die beiden Drähte der Stromversorgung an (positiv und negativ). Wenn Sie gleichzeitig einen Magnetring passieren, ist das effektive Signal ein Differenztaktsignal, und der EMI-Absorptionsmagnetring/magnetische Perle hat keine Auswirkung darauf, aber für das Gleichtaktsignal zeigt es 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 elektromagnetischer Störungen kann seine Unterdrückungseffekt vernünftig verwendet 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 Schaltungen (wie Stromverteilung, Stromversorgung oder Hochfrequenzschaltungen) Verwendung wird sehr effektiv sein.

Da Ferrit höhere Frequenzen abschwächen kann, während niedrigere Frequenzen fast ungehindert passieren können, wurde es in der EMI-Steuerung weit verbreitet. Die magnetischen Ring/magnetischen Perlen, die für EMI-Absorption verwendet werden, können in verschiedene Formen gemacht werden und weit verbreitet in verschiedenen Gelegenheiten verwendet werden. Wenn es auf der Leiterplatte ist, kann es dem DC/DC-Modul, der Datenleitung, der Stromleitung usw. hinzugefügt werden. Es absorbiert hochfrequente Störsignale auf der Leitung, in der es sich befindet, aber es erzeugt keine neuen Pole und Nullen im System und zerstört nicht die Stabilität des Systems. Es wird in Verbindung mit dem Stromversorgungsfilter verwendet, der die mangelnde Leistung des Hochfrequenz-Endes des Filters gut ergänzen und die Filtereigenschaften im System verbessern kann.

Magnetische Perlen sind speziell entwickelt, 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 Ultrahochfrequenzspeicherschaltungen (DDR SDRAM, RAMBUS usw.) dem Leistungseingangsteil magnetische Perlen hinzufügen, und Induktivität ist eine Art Speicherenergiekomponenten, die in LC-Oszillatorschaltungen, Mittel- und Niederfrequenzfilterschaltungen usw. verwendet werden, und ihr Anwendungsfrequenzbereich überschreitet selten 50MHZ.

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 beseitigen, werden Chipbeads verwendet, um die Rolle des Hochfrequenzwiderstandes (Abschwächer) zu spielen. Das Gerät lässt DC-Signale passieren, während AC-Signale herausgefiltert werden. Normalerweise liegt das Hochfrequenzsignal über 30MHz, aber das Niederfrequenzsignal wird auch von den Chipperlen beeinflusst.

SMD Magnetperlen bestehen aus weichen Ferritmaterialien, die eine monolithische Struktur mit hohem Volumenwiderstand bilden. 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 (bessere Eliminierung der HF-Energie). Beseitigen Sie parasitäre Schwingungen in Hochfrequenz-Verstärkerschaltungen. Wirksam im Frequenzbereich von mehreren MHz bis mehreren hundert MHz arbeiten.

Um die Magnetperlen richtig auszuwählen, gibt der Autor einige Kernvorschläge:

1. Was ist der Frequenzbereich des unerwünschten Signals;

2. Wer ist die Quelle des Lärms;

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 anhand der vom Leiterplattenhersteller bereitgestellten Impedanzfrequenzkurve beurteilt werden. Drei Kurven sind sehr wichtig in der Impedanzkurve, nämlich Widerstand, Induktivität und Gesamtimpedanz. Die Gesamtimpedanz wird durch ZR22πfL()2+:=fL beschrieben. Wählen Sie über diese Kurve das Magnetperlenmodell aus, das im Frequenzbereich, in dem das Rauschen gedämpft werden soll, die größte Impedanz aufweist und die Signaldämpfung bei Niederfrequenz und Gleichstrom so gering wie möglich ist. Die Impedanz-Eigenschaften der Chip-Magnetkugeln werden unter übermäßiger Gleichspannung beeinflusst. Wenn die Betriebstemperatur zu hoch steigt oder das äußere Magnetfeld zu groß ist, wird die Impedanz der Magnetkugeln 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, ist die Verwendung von Chipbeads die beste Wahl.