การประยุกต์เม็ดแม่เหล็กในการออกแบบ EMC ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
1 องค์ประกอบปราบปราม EMI เฟอร์ไรต์
เฟอร์ไรต์เป็นวัสดุแม่เหล็กที่เป็นเหล็กซึ่งมีโครงสร้างเป็นลูกบาศก์ขัดแตะ กระบวนการผลิตและคุณสมบัติทางกลคล้ายกับเซรามิก โดยมีสีเทา-ดำ ตัวกรอง EMI มักใช้ในประเภทแกนแม่เหล็กคือวัสดุเฟอร์ไรต์ ผู้ผลิตหลายรายจัดหาวัสดุเฟอร์ไรต์เพื่อการปราบปราม EMI โดยเฉพาะ วัสดุนี้มีลักษณะเฉพาะคือการสูญเสียความถี่สูงที่มีขนาดใหญ่มาก สำหรับเฟอร์ไรต์สำหรับการปราบปราม EMI พารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดคือความสามารถในการซึมผ่าน μ และความหนาแน่นฟลักซ์ความอิ่มตัว Bs ความสามารถในการซึมผ่าน μ สามารถแสดงเป็นจำนวนเชิงซ้อน โดยส่วนที่แท้จริงประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ และส่วนจินตภาพแสดงถึงการสูญเสีย ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ ดังนั้นวงจรสมมูลของมันคือวงจรอนุกรมที่ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ L และตัวต้านทาน R ทั้ง L และ R เป็นฟังก์ชันของความถี่ เมื่อลวดถูกส่งผ่านแกนเฟอร์ไรต์นี้ อิมพีแดนซ์แบบเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นจะเพิ่มขึ้นตามความถี่อย่างเป็นทางการ
ความต้านทานแบบเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้นอย่างเป็นทางการตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น แต่กลไกค่อนข้างแตกต่างกันที่ความถี่ที่ต่างกัน
ในย่านความถี่ต่ำ ความต้านทานโดยการเหนี่ยวนำของการเหนี่ยวนำ ความถี่ต่ำ R มีขนาดเล็กมาก การซึมผ่านของแม่เหล็กของแกนสูง ดังนั้นการเหนี่ยวนำจึงมีขนาดใหญ่ L มีบทบาทสำคัญในการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่สะท้อนให้เห็น และระงับ; และครั้งนี้การสูญเสียแกนมีขนาดเล็กทั้งอุปกรณ์มีลักษณะการสูญเสียต่ำและมี Q สูงของการเหนี่ยวนำซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดเสียงสะท้อนดังนั้นในย่านความถี่ต่ำอาจมีบางครั้งที่การใช้งาน ของเม็ดเฟอร์ไรต์หลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพของการรบกวนของปรากฏการณ์
ในย่านความถี่สูง อิมพีแดนซ์จะประกอบด้วยส่วนประกอบต้านทาน เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น การซึมผ่านของแม่เหล็กของแกนจะลดลง ส่งผลให้ค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำลดลง ส่วนประกอบอุปนัยจะลดลง อย่างไรก็ตาม คราวนี้การสูญเสีย ของแกนเพิ่มขึ้น ส่วนประกอบต้านทานเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อิมพีแดนซ์รวมเพิ่มขึ้นเมื่อสัญญาณความถี่สูงผ่านเฟอร์ไรต์ สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าถูกดูดซับและแปลงเป็นรูปแบบการกระจายพลังงานความร้อน
ส่วนประกอบปราบปรามเฟอร์ไรต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแผงวงจรพิมพ์ สายไฟ และสายข้อมูล หากมีการเพิ่มองค์ประกอบปราบปรามเฟอร์ไรต์ที่ปลายทางเข้าของสายไฟของแผงวงจรพิมพ์ สัญญาณรบกวนความถี่สูงจะถูกกรองออก แหวนแม่เหล็กเฟอร์ไรต์หรือลูกปัดที่ใช้เพื่อยับยั้งสายสัญญาณ สายไฟในการรบกวนความถี่สูง และการรบกวนขัดขวาง นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการดูดซับการรบกวนพัลส์การปล่อยไฟฟ้าสถิต
2 หลักการและลักษณะของเม็ดแม่เหล็กเมื่อกระแสไหลผ่านรูตรงกลางในเส้นลวด มันจะเป็นกระแสการไหลเวียนภายในของเม็ดแม่เหล็กของช่องแม่เหล็ก เมื่อมีการกำหนดสูตรเฟอร์ไรต์สำหรับการควบคุม EMI ควรเป็นไปได้ที่จะกระจายฟลักซ์แม่เหล็กส่วนใหญ่ออกไปเป็นความร้อนในวัสดุ ปรากฏการณ์นี้สามารถจำลองได้ด้วยชุดค่าผสมระหว่างตัวเหนี่ยวนำและตัวต้านทาน ดังแสดงในรูปที่ 2
ขนาดตัวเลขของส่วนประกอบทั้งสองเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวของลูกปัด และความยาวของลูกปัดมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการระงับ โดยที่ความยาวของลูกปัดที่ยาวกว่าจะให้การปราบปรามที่ดีกว่า เนื่องจากพลังงานสัญญาณถูกควบคู่กับเม็ดบีดด้วยสนามแม่เหล็ก รีแอกแตนซ์ของตัวเหนี่ยวนำและความต้านทานจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ ประสิทธิภาพของการเชื่อมต่อแบบแม่เหล็กขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กของวัสดุเม็ดบีดที่สัมพันธ์กับอากาศ การสูญเสียวัสดุเฟอร์ไรต์ที่ปกติประกอบเป็นเม็ดบีดสามารถแสดงเป็นปริมาณที่ซับซ้อนได้จากความสามารถในการซึมผ่านของอากาศ
วัสดุแม่เหล็กมักมีลักษณะเฉพาะด้วยอัตราส่วนนี้ต่อมุมการสูญเสีย จำเป็นต้องมีมุมการสูญเสียขนาดใหญ่สำหรับส่วนประกอบปราบปราม EMI ซึ่งหมายความว่าสัญญาณรบกวนส่วนใหญ่จะหายไป
ซึ่งหมายความว่าสัญญาณรบกวนส่วนใหญ่จะหายไปและไม่สะท้อนกลับ วัสดุเฟอร์ไรต์ที่หลากหลายที่มีอยู่ในปัจจุบันทำให้นักออกแบบมีเม็ดบีดให้เลือกมากมายเพื่อใช้ในการใช้งานที่แตกต่างกัน
