Conception électronique - Comment choisir des perles magnétiques dans la conception de circuits PCB

La technique de sélection des billes magnétiques dans la conception du circuit PCB est la suivante:

Raisons d'utiliser les perles de puce et l'inductance de la puce: Si vous utilisez des perles de puce ou l'inductance de la puce dépend principalement de l'application. Un inducteur SMD est nécessaire dans le circuit résonant. L'utilisation de perles de puce est la meilleure option lorsqu'il est nécessaire d'éliminer le bruit EMI inutile.

1. L'unité des billes magnétiques est l'Ohm, pas le Hunter. Veuillez accorder une attention particulière à cela. Parce que l'unité d'une bille magnétique est nominalement basée sur l'impédance qu'elle produit à une certaine fréquence, l'unité d'impédance est également l'ohm. Les fiches techniques des billes magnétiques fournissent généralement des courbes de caractéristiques de fréquence et d'impédance. Typiquement, 100 MHz est une norme, par example 1000 r 100 MHz, ce qui signifie que l'impédance des billes magnétiques est équivalente à 600 ohms à une fréquence de 100 MHz.

2. Les filtres ordinaires sont composés de composants réactifs sans perte, leur rôle dans la ligne est de réfléchir la fréquence de bande interdite vers la source du signal, de sorte que ce type de filtre est également appelé filtre réfléchissant. Lorsque le filtre réfléchissant ne correspond pas à l'impédance de la source de signal, une partie de l'énergie est réfléchie vers la source de signal, ce qui entraîne une augmentation du niveau d'interférence. Pour résoudre ce problème, il est possible d'utiliser un anneau magnétique en Ferrite ou un manchon de billes magnétiques sur la ligne d'entrée du filtre, en utilisant les pertes par courants de Foucault de l'anneau magnétique ou des billes magnétiques sur le signal haute fréquence pour convertir la composante haute fréquence en pertes thermiques. Ainsi, les anneaux magnétiques et les billes magnétiques absorbent pratiquement les composants haute fréquence, de sorte qu'ils sont parfois appelés filtres d'absorption.

Différents composants inhibiteurs de ferrite ont différentes plages de fréquences d'inhibition optimales. En général, plus la Perméabilité magnétique est élevée, plus la fréquence de suppression est faible. De plus, plus le volume de ferrite est important, meilleur est l'effet inhibiteur. Certaines études sur les grandes vaches sur le site Web de l'émission my love ont révélé que les formes allongées ont un meilleur effet inhibiteur que les formes plus courtes lorsque le volume n'est pas modifié, et plus le diamètre intérieur est petit, meilleur est l'effet inhibiteur. Cependant, en présence d'un courant de polarisation continu ou alternatif, il subsiste un problème de saturation en ferrite. Plus la Section de l'élément inhibiteur est grande, moins la saturation est probable et plus le courant de polarisation tolérable est important. Lorsque l'anneau / bille magnétique absorbant EMI supprime les interférences de mode différentiel, la valeur du courant qui le traverse est proportionnelle à son volume. Un déséquilibre des deux entraîne une saturation et dégrade les performances du composant; Lors de la suppression des interférences de mode commun, connecter les deux fils de l'alimentation (positif et négatif) en même temps à travers l'anneau magnétique, le signal efficace est le signal de mode différentiel, l'absorption EMI anneau magnétique / bille magnétique n'a aucun effet sur elle, mais pour le signal de mode commun, Il présentera une plus grande inductance. Une autre meilleure façon d'utiliser un anneau magnétique est de faire passer les fils de l'anneau à plusieurs reprises pour augmenter l'inductance. Selon son principe d'inhibition des perturbations électromagnétiques, son effet d'inhibition peut être raisonnablement exploité.

Les composants inhibiteurs de ferrite doivent être installés à proximité de la source de perturbation. Pour les circuits d'entrée / sortie, ils doivent être placés aussi près que possible de l'entrée et de la sortie du boîtier blindé. Pour les filtres absorbants constitués de billes magnétiques en Ferrite et de billes magnétiques, il convient de prêter attention à leur application en plus de l'utilisation de matériaux à perte de Perméabilité magnétique élevée. Leur résistance aux éléments haute fréquence dans le circuit est de l'ordre de dix à quelques centaines d'angströms, de sorte que son rôle dans les circuits Haute impédance n'est pas évident, au contraire, son utilisation dans des circuits basse impédance tels que les circuits de distribution, d'alimentation ou de radiofréquence serait très efficace.

Comme la ferrite peut atténuer les fréquences plus élevées tout en permettant aux fréquences plus basses de passer presque sans entrave, elle a été largement utilisée pour le contrôle EMI. Les anneaux magnétiques / billes magnétiques pour l'absorption EMI peuvent être fabriqués dans différentes formes et sont largement utilisés dans diverses occasions. Si sur la carte PCB, il peut être ajouté aux modules DC / DC, lignes de données, lignes d'alimentation, etc. il absorbe les signaux d'interférence à haute fréquence sur la ligne où il se trouve, mais ne crée pas de nouveaux pôles et zéros dans le système et ne perturbe pas la stabilité du système. Il fonctionne avec le filtre d'alimentation et peut bien compléter le manque de performance de l'extrémité haute fréquence du filtre, améliorant les caractéristiques de filtrage dans le système.

Les billes magnétiques sont spécialement conçues pour supprimer le bruit à haute fréquence et les interférences de pointes sur les lignes de signal et d'alimentation, et ont également la capacité d'absorber les impulsions électrostatiques.

Les billes magnétiques sont utilisées pour absorber les signaux hyperfréquences. Par example, certains circuits RF, PLL, circuits oscillants et circuits de mémorisation UHF (DDR SDRAM, Rambus, etc.) nécessitent l'ajout de billes magnétiques dans la partie d'entrée de puissance, tandis que l'inductance est un élément de stockage d'énergie utilisé dans les circuits oscillants LC, les circuits de filtrage moyenne et basse fréquence, etc., dont la gamme de fréquences d'application dépasse rarement 50 MHz.

La fonction des billes magnétiques est principalement d'éliminer le bruit RF présent dans la structure de la ligne de transmission (circuit). L'énergie RF est une composante sinusoïdale AC superposée au niveau de transmission DC. La composante DC est le signal utile nécessaire, tandis que l'énergie RF est inutile. Les perturbations électromagnétiques sont transmises et rayonnées le long des lignes (EMI). Pour éliminer ces énergies de signal indésirables, les billes de puce sont utilisées pour jouer le rôle de résistances haute fréquence (atténuateurs). L'appareil laisse passer le signal continu tout en filtrant le signal alternatif. Généralement, les signaux à haute fréquence sont au - dessus de 30 MHz, cependant, les signaux à basse fréquence peuvent également être affectés par les billes de puce.

Les billes magnétiques SMD sont constituées d'un matériau en Ferrite douce formant une structure monolithique à résistivité volumique élevée. Les pertes par courants de Foucault sont inversement proportionnelles à la résistivité du matériau ferrite. Les pertes par courants de Foucault sont proportionnelles au carré de la fréquence du signal. Avantages de l'utilisation de perles à puce: miniaturisation et légèreté, Haute impédance dans la gamme de fréquences du bruit RF, élimination des interférences électromagnétiques dans la ligne de transmission. La fermeture de la structure du circuit magnétique permet de mieux éliminer les enroulements croisés du signal. Excellente structure de blindage magnétique. Réduire la résistance DC pour éviter une atténuation excessive du signal utile. Caractéristiques importantes en haute fréquence et en impédance (meilleure élimination de l'énergie RF). Suppression des oscillations parasites dans le circuit amplificateur haute fréquence. Fonctionne efficacement dans la gamme de fréquences de quelques mégahertz à plusieurs centaines de mégahertz.

Pour choisir correctement les billes magnétiques, les auteurs donnent quelques conseils de base:

1. Quelle est la gamme de fréquences des signaux indésirables?

2. Qui est la source du bruit;

3. S'il y a de la place pour placer des billes magnétiques sur la carte PCB;

4. Combien d'atténuation du bruit est nécessaire;

5. Quelles sont les conditions environnementales (température, tension continue, résistance structurelle);

6. Qu'est - ce que l'impédance de circuit et de charge?

Les trois premiers peuvent être jugés en observant la courbe impédance - fréquence fournie par le fabricant du PCB. Trois des courbes d'impédance sont très importantes, à savoir la résistance, l'inductance et l'impédance totale. L'impédance totale est décrite par zr22Ífl () 2 +: = fl. Grâce à cette courbe, on choisit un modèle de billes magnétiques présentant une impédance maximale dans une gamme de fréquences où le bruit doit être atténué et où l'atténuation du signal est la plus faible possible, à basse fréquence et en courant continu. Les propriétés d'impédance des billes magnétiques de la puce seront affectées par une tension continue excessive. De plus, l'impédance des billes magnétiques sera altérée si la température de fonctionnement est trop élevée ou si le champ magnétique externe est trop important. Vous pouvez également aller au salon de l'électronique de Shenzhen pour faire votre choix. Raisons d'utiliser les perles de puce et l'inductance de la puce: Si vous utilisez des perles de puce ou l'inductance de la puce dépend principalement de l'application. Un inducteur SMD est nécessaire dans le circuit résonant. L'utilisation de perles de puce est la meilleure option lorsqu'il est nécessaire d'éliminer le bruit EMI inutile.