Application de billes magnétiques dans la conception CEM des alimentations à découpage
1 élément de suppression EMI en ferrite
La ferrite est un matériau magnétique ferreux avec une structure en réseau cubique. Son procédé de fabrication et ses propriétés mécaniques sont similaires à la céramique, la couleur est gris-noir. Les filtres EMI sont souvent utilisés dans une classe de noyau magnétique constituée de ferrite. De nombreux fabricants proposent des matériaux de ferrite spécifiquement pour la suppression des EMI. Ce matériau se caractérise par une perte haute fréquence très importante. Pour la ferrite destinée à la suppression des interférences électromagnétiques, les paramètres de performance les plus importants sont la perméabilité μ et la densité de flux de saturation Bs. La perméabilité µ peut être exprimée sous la forme d'un nombre complexe, la partie réelle constituant l'inductance et la partie imaginaire représentant la perte, qui augmente avec la fréquence. Ainsi, son circuit équivalent est un circuit série composé d’une inductance L et d’une résistance R. L et R sont tous deux fonctions de la fréquence. Lorsqu'un fil passe à travers ce noyau de ferrite, l'impédance inductive résultante augmente formellement avec la fréquence.
L'impédance inductive augmente formellement avec l'augmentation de la fréquence, mais le mécanisme est très différent selon les fréquences.
Dans la bande basse fréquence, l'impédance par l'inductance de l'inductance, la basse fréquence R est très petite, la perméabilité magnétique du noyau est élevée, donc l'inductance est grande, L joue un rôle majeur dans les interférences électromagnétiques qui se reflètent et supprimé; et cette fois, la perte du noyau est faible, l'ensemble du dispositif est une inductance à faible perte et à caractéristiques Q élevées, qui est sujette à la résonance, donc dans la bande basse fréquence, il peut y avoir des moments où l'utilisation de billes de ferrite après l'amélioration des interférences du phénomène.
Dans la bande haute fréquence, l'impédance est composée de composants résistifs, à mesure que la fréquence augmente, la perméabilité magnétique du noyau diminue, entraînant une diminution de l'inductance de l'inducteur, la composante inductive diminue Cependant, cette fois, la perte du noyau augmente, la composante résistive augmente, ce qui entraîne une augmentation de l'impédance totale lorsque les signaux haute fréquence traversent la ferrite, les interférences électromagnétiques sont absorbées et converties sous forme de dissipation d'énergie thermique.
Les composants de suppression de ferrite sont largement utilisés dans les cartes de circuits imprimés, les lignes électriques et les lignes de données. Si un élément de suppression de ferrite est ajouté à l'extrémité d'entrée de la ligne électrique d'une carte de circuit imprimé, les interférences haute fréquence peuvent être filtrées. Anneau ou perle magnétique en ferrite dédié à inhiber les lignes de signal, les lignes électriques sur les interférences haute fréquence et les interférences de pointe, il a également la capacité d'absorber les interférences d'impulsions de décharge électrostatique.
2 Le principe et les caractéristiques de la perle magnétique Lorsque le courant circule à travers son trou central dans le fil, ce sera le flux de circulation interne de la perle magnétique des canaux magnétiques. Lorsqu'une ferrite est formulée pour le contrôle EMI, il devrait être possible de dissiper la majeure partie du flux magnétique sous forme de chaleur dans le matériau. Ce phénomène peut être modélisé par une combinaison en série d'une inductance et d'une résistance. Comme le montre la figure 2
L'ampleur numérique des deux composantes est directement proportionnelle à la longueur du cordon, et la longueur du cordon a un effet significatif sur la suppression, la longueur du cordon la plus longue offrant une meilleure suppression. Comme l’énergie du signal est couplée magnétiquement aux billes, la réactance et la résistance de l’inducteur augmentent avec la fréquence. L'efficacité du couplage magnétique dépend de la perméabilité magnétique du matériau des billes par rapport à l'air. La perte du matériau ferrite qui constitue normalement la perle peut être exprimée comme une quantité complexe par sa perméabilité à l'air.
Les matériaux magnétiques sont souvent caractérisés par ce rapport à l'angle de perte. Un grand angle de perte est requis pour les composants de suppression EMI, ce qui signifie que la plupart des interférences seront dissipées.
Cela signifie que la plupart des interférences seront dissipées et non réfléchies. La grande variété de ferrites disponibles aujourd'hui offre au concepteur un large choix de billes à utiliser dans différentes applications.
