ахбор

Дар ҷаҳони идеалии мо, бехатарӣ, сифат ва иҷроиш аз ҳама муҳим аст. Аммо, дар бисёр мавридҳо арзиши ҷузъи ниҳоӣ, аз ҷумла феррит, омили муайянкунанда шудааст. Ин мақола ба муҳандисони тарроҳӣ дар ёфтани маводи алтернативии феррит барои коҳиш додани кам кардани мавод кӯмак мекунад. арзиш.
Хусусиятҳои дохилии мавод ва геометрияи аслӣ аз ҷониби ҳар як барномаи мушаххас муайян карда мешаванд. Хусусиятҳои инфиродӣ, ки иҷроишро дар барномаҳои сатҳи пасти сигнал танзим мекунанд, ин гузаранда (махсусан ҳарорат), талафоти асосии аслӣ ва устувории хуби магнитӣ бо гузашти вақт ва ҳарорат мебошанд. Барномаҳо дорои Q-баланд мебошанд индукторҳо, индукторҳои режими умумӣ, трансформаторҳои фарохмаҷро, мувофиқ ва импульс, унсурҳои мавҷгири радио ва такрори фаъол ва ғайрифаъол. Барои барномаҳои барқ, зичии баланди ҷараён ва талафоти кам дар басомад ва ҳарорати корӣ хосиятҳои матлуб мебошанд. Барномаҳо таъминоти барқии режими коммутаторро дар бар мегиранд пуркунандаи аккумулятори автомобили электрики, пуркувваткунакхои магнитй, конвертерхои DC-DC, филтрхои кувваи электр, печхои оташгиранда ва трансформаторхо.
Хусусияти дохилие, ки ба иҷрои феррити нарм дар барномаҳои рафъкунӣ бештар таъсир мерасонад, гузариши мураккаб аст [1], ки ба импеданси ядро ​​мутаносиб аст. Се роҳи истифода бурдани феррит ҳамчун фурўкунандаи сигналҳои номатлуб (гузаронанда ё радиатсия) вуҷуд дорад. ).Дар аввал ва камтар маъмул, ҳамчун сипари амалӣ, ки дар он ферритҳо барои ҷудо кардани ноқилҳо, ҷузъҳо ё схемаҳо аз муҳити радиатсияи майдони электромагнитӣ истифода мешаванд. Дар барномаи дуюм, ферритҳо бо унсурҳои иқтидор барои эҷод кардани гузаргоҳи паст истифода мешаванд. филтр, яъне индуктивӣ – иқтидор дар басомадҳои паст ва диссипатсия дар басомадҳои баланд. Истифодабарии сеюм ва маъмултарин он аст, ки ядроҳои феррит танҳо барои симҳои ҷузъӣ ё схемаҳои сатҳи тахта истифода мешаванд. Дар ин барнома, ядрои феррит ҳар гуна ларзишҳои паразитиро пешгирӣ мекунад ва/ ё гирифтан ё интиқоли сигнали номатлубро, ки метавонад дар баробари симҳои ҷузъӣ ё пайвастҳои байниҳамдигарӣ, пайраҳаҳо ё кабелҳо паҳн шавад, суст мекунад. Дар барномаҳои дуюм ва сеюм, ядроҳои феррит EMI-ро тавассути нест кардан ё хеле кам кардани ҷараёнҳои басомади баланд, ки аз манбаъҳои EMI кашида мешаванд, пахш мекунанд. Ҷорисозии феррит таъмин менамояд. Импеданси басомади кофӣ барои пахш кардани ҷараёнҳои басомади баланд. Дар назария, феррити идеалӣ импеданси баландро дар басомадҳои EMI ва импеданси сифрро дар ҳама басомадҳои дигар таъмин мекунад. Дар асл, ядроҳои фурӯкунандаи феррит импеданси вобаста ба басомадро таъмин мекунанд. Дар басомадҳои аз 1 МГс камтар, Импеданси максималиро вобаста ба маводи феррит байни 10 МГс ва 500 МГс ба даст овардан мумкин аст.
Азбаски он ба принсипҳои электротехника мувофиқ аст, ки дар он шиддати тағйирёбанда ва ҷорӣ бо параметрҳои мураккаб ифода карда мешаванд, гузариши маводро метавон ҳамчун параметри мураккаби иборат аз қисмҳои воқеӣ ва хаёлӣ ифода кард. Ин дар басомадҳои баланд нишон дода мешавад, ки дар он ҷо гузаранда ба ду ҷузъ тақсим мешавад. Қисмати воқеӣ (μ') қисми реактивиро, ки дар фаза бо майдони магнитии тағйирёбанда аст [2], дар ҳоле ки қисми хаёлӣ (μ”) талафотро ифода мекунад, ки аз фаза берунанд. майдони магнитии алтернативӣ. Инҳоро метавон ҳамчун ҷузъҳои силсилавӣ (μs'μs") ё дар таркиби параллелӣ (µp'µp") ифода кард. Графикҳои расмҳои 1, 2 ва 3 ҷузъҳои силсилаи гузариши ибтидоии мураккабро ҳамчун функсияи басомад барои се маводи феррит нишон медиҳанд. Маводи навъи 73 як феррити марганец-синк аст, магнитии ибтидоӣ Ноқилӣ 2500 аст. Навъи 43 як феррити руҳи никелӣ бо гузариши ибтидоии 850. Маводи навъи 61 як феррити руҳи никелӣ бо гузариши ибтидоии 125 мебошад.
Таваҷҷӯҳ ба ҷузъҳои силсилаи маводи Type 61 дар расми 3, мо мебинем, ки қисми воқеии гузаранда, μs' бо басомади афзоиш то расидан ба басомади критикӣ доимӣ боқӣ мемонад ва сипас зуд коҳиш меёбад. Талафот ё μs" меафзояд. ва пас аз он ба қуллаҳои баланд мерасад, вақте ки μs' паст мешавад. Ин камшавии μs ба сабаби фарорасии резонанси ферримагнитӣ мебошад. [3] Бояд қайд кард, ки гузариши баландтар аст, ҳамон қадар басомад камтар аст. Ин муносибати баръаксро бори аввал Сноек мушоҳида карда, формулаи зеринро дод:
ки: ƒres = μs” басомад дар максимум γ = таносуби гиромагнитӣ = 0,22 x 106 А-1 м μi = гузариши ибтидоӣ Msat = 250-350 Ам-1
Азбаски ядроҳои ферритӣ, ки дар сатҳи пасти сигнал ва барномаҳои барқ ​​истифода мешаванд, ба параметрҳои магнитии поёнтар аз ин басомад тамаркуз мекунанд, истеҳсолкунандагони феррит маълумотро дар басомадҳои баландтар хеле кам нашр мекунанд.
Хусусияте, ки аксари истеҳсолкунандагони феррит барои ҷузъҳои барои рафъи EMI истифодашаванда муайян мекунанд, импеданс мебошад. Импеданс дар анализатори дастраси тиҷоратӣ бо хондани мустақими рақамӣ чен карда мешавад. Мутаассифона, импеданс одатан дар басомади мушаххас муайян карда мешавад ва скаляр мебошад, ки бузургии комплексро ифода мекунад. вектори импеданс. Дар ҳоле ки ин маълумот арзишманд аст, он аксар вақт нокифоя аст, махсусан ҳангоми моделсозии кори схемаи ферритҳо. Барои ноил шудан ба ин, арзиши импеданс ва кунҷи марҳилаи ҷузъ ё гузариши мураккаби маводи мушаххас бояд дастрас бошад.
Аммо ҳатто пеш аз оғози моделсозии кори ҷузъҳои феррит дар схема, конструкторҳо бояд инҳоро донанд:
ки μ'= қисми воқеии гузариши мураккаб μ”= қисми хаёлии гузариши мураккаб j = вектори хаёлии воҳид Lo= индуктивии ядрои ҳаво.
Импеданси ядрои оҳан инчунин маҷмӯи силсилаи реактивии индуктивӣ (XL) ва муқовимати талафот (Rs) ҳисобида мешавад, ки ҳардуи онҳо аз басомад вобастаанд. Як ядрои бетараф дорои импедансест, ки бо реаксия дода шудааст:
Дар ин ҷо: Rs = муқовимати умумии силсила = Rm + Re Rm = муқовимати силсилаи баробар аз талафоти магнитӣ Re = муқовимати силсилаи эквивалентӣ барои талафоти мис
Дар басомадҳои паст, муқовимати ҷузъ пеш аз ҳама индуктивӣ аст. Бо зиёд шудани басомад, индуктивӣ коҳиш меёбад, дар ҳоле ки талафот афзоиш меёбад ва муқовимати умумӣ меафзояд. Тасвири 4 нақшаи маъмулии XL, Rs ва Z нисбат ба басомади маводи гузариши миёнаи мо мебошад. .
Он гоҳ реактивии индуктивӣ ба қисми воқеии гузариши мураккаб мутаносиб аст, аз рӯи Ло, индуктивии асосии ҳаво:
Муқовимати талафот инчунин ба қисми хаёлии гузариши мураккаб бо ҳамон доимӣ мутаносиб аст:
Дар муодилаи 9 маводи аслӣ бо µs' ва µs" дода шудааст ва геометрияи ядро ​​аз ҷониби Ло дода шудааст. Бинобар ин, пас аз донистани гузариши мураккаби ферритҳои гуногун, муқоиса кардан мумкин аст, то маводи мувофиқтаринро дар матлаб ба даст орем. басомад ё диапазони басомад.Баъд аз интихоби маводи беҳтарин, вақти интихоби беҳтарин ҷузъҳои андозаи он расидааст. Намояндагии вектории гузариши мураккаб ва импеданс дар расми 5 нишон дода шудааст.
Муқоисаи шаклҳои аслӣ ва маводҳои аслӣ барои оптимизатсияи импеданс осон аст, агар истеҳсолкунанда графики гузариши мураккабро дар муқоиса бо басомади маводҳои ферритӣ, ки барои барномаҳои рафъкунӣ тавсия дода мешавад, пешниҳод кунад. Мутаассифона, ин маълумот хеле кам дастрас аст. Аммо, аксари истеҳсолкунандагон гузариши ибтидоӣ ва талафотро нисбат ба басомад таъмин мекунанд. curves.Аз ин маълумот метавон муқоисаи маводҳоро барои оптимизатсияи импеданси аслӣ истифода бурд.
Бо истинод ба расми 6, омили гузариши ибтидоӣ ва паҳншавии [4] маводи Fair-Rite 73 нисбат ба басомад, ба шарте ки конструктор мехоҳад импеданси максималиро аз 100 то 900 кГс кафолат диҳад. Маводҳои 73 интихоб карда шудаанд. Барои мақсадҳои моделсозӣ, конструктор инчунин бояд қисмҳои реактивӣ ва муқовимати вектори импедансро дар 100 кГц (105 Гц) ва 900 кГц фаҳмад. Ин маълумотро аз диаграммаи зерин гирифтан мумкин аст:
Дар 100кГц μs ' = μi = 2500 ва (Tan δ / μi) = 7 x 10-6, зеро Tan δ = μs ”/ μs' пас μs” = (Tan δ / μi) x (μi) 2 = 43,8
Бояд гуфт, ки, чунон ки интизор мерафт, μ» ба вектори умумии гузаранда дар ин басомади паст хеле кам илова мекунад. Импеданси ядро ​​асосан индуктивӣ аст.
Тарроҳон медонанд, ки ядро ​​бояд сими №22-ро қабул кунад ва ба фосилаи 10 мм x 5 мм мувофиқ бошад. Диаметри дарунӣ ҳамчун 0,8 мм муайян карда мешавад. Барои ҳалли импеданси тахминӣ ва ҷузъҳои он, аввал як маҳтоберо бо диаметри берунии он интихоб кунед. 10 мм ва баландии 5 мм:
Z= ωLo (2500,38) = (6,28 x 105) x .0461 x log10 (5/,8) x 10 x (2500,38) x 10-8= 5,76 Ом дар 100 кГц
Дар ин ҳолат, мисли аксари ҳолатҳо, муқовимати максималӣ тавассути истифодаи OD хурдтар бо дарозии дарозтар ба даст оварда мешавад. Агар ID калонтар бошад, масалан, 4мм ва баръакс.
Ҳамин равишро метавон истифода бурд, агар қитъаҳои импеданс ба як воҳиди Lo ва кунҷи фаза нисбат ба басомад пешниҳод карда шаванд. Расмҳои 9, 10 ва 11 чунин каҷҳоро барои ҳамон се маводи дар ин ҷо истифодашуда нишон медиҳанд.
Тарроҳон мехоҳанд импеданси максималиро дар диапазони басомади 25 МГс то 100 МГс кафолат диҳанд. Фазои мавҷудаи тахта боз 10 мм x 5 мм аст ва ядро ​​бояд сими # 22 awg -ро қабул кунад. Бо истинод ба расми 7 барои импеданси воҳиди Lo аз се маводи феррит, ё расми 8 барои гузариши мураккаби ҳамон се мавод, маводи 850 μi-ро интихоб кунед.[5] Бо истифода аз график дар расми 9, Z/Lo маводи гузариши миёна 350 x 108 ohm/H дар 25 МГс аст. Импеданси тахминиро ҳал кунед:
Муҳокимаи қаблӣ тахмин мекунад, ки асосии интихоб силиндрӣ аст. Агар ядроҳои ферритӣ барои ноқилҳои лентаи ҳамвор, ноқилҳои маҷмӯӣ ё плитаҳои сӯрохшуда истифода шаванд, ҳисобкунии Lo душвортар мешавад ва дарозии роҳи аслӣ ва рақамҳои самараноки майдони майдон бояд ба даст оварда шавад. барои ҳисоб кардани индуктсияи ядрои ҳаво .Инро метавон бо роҳи математикӣ буридани ядро ​​ва илова кардани дарозии ҳисобшудаи роҳ ва майдони магнитиро барои ҳар як бурида анҷом дод. Аммо, дар ҳама ҳолатҳо, афзоиш ё камшавии импеданс ба афзоиш ё камшавии он мутаносиб хоҳад буд. баландӣ/дарозии ядрои феррит.[6]
Тавре зикр гардид, аксари истеҳсолкунандагон ядроҳоро барои барномаҳои EMI аз рӯи импеданс муайян мекунанд, аммо корбари ниҳоӣ одатан бояд сустшавиро донад. Муносибати байни ин ду параметр мавҷуд аст:
Ин муносибат аз импеданси манбаи тавлидкунандаи садо ва муқовимати сарбории қабулкунандаи садо вобаста аст. Ин арзишҳо одатан ададҳои мураккабе мебошанд, ки диапазони онҳо беохир буда, ба конструктор ба осонӣ дастрас нестанд. Интихоби арзиши 1 Ом барои импедансҳои сарборӣ ва манбаъ, ки метавонад ҳангоми интиқоли қувваи барқ ​​​​мешавад ва бисёр схемаҳои импеданси пастро бор кунад, муодилаҳоро содда мекунад ва имкон медиҳад, ки коҳишёбии ядроҳои феррит муқоиса карда шавад.
Графикаи дар расми 12 овардашуда маҷмӯи каҷҳоест, ки муносибати байни импеданси маҳтобии сипар ва сустшавиро барои бисёр арзишҳои умумии сарборӣ ва импеданси генератор нишон медиҳад.
Дар расми 13 занљири эквивалентии манбаи интерференсия бо муќовимати дохилии Zs оварда шудааст. Сигнали дахолат тавассути импеданси силсилаи Zsc-и ядрои супрессор ва импеданси сарбории ZL тавлид мешавад.
Рақамҳои 14 ва 15 графикҳои муқовимат бо ҳарорат барои ҳамон се маводи ферритӣ мебошанд. Аз ҳама устувортарини ин маводҳо маводи 61 бо 8% коҳиши импеданс дар 100º C ва 100 МГс мебошад. Баръакси ин, 43 мавод 25 нишон доданд % пастшавии муқовимат дар ҳамон басомад ва ҳарорат. Ин каҷҳо, вақте ки дода мешаванд, метавонанд барои танзими муқовимати ҳарорати хонагӣ истифода шаванд, агар сустшавӣ дар ҳарорати баланд талаб карда шавад.
Мисли ҳарорат, ҷараёнҳои таъминоти доимии доимӣ ва 50 ё 60 Гц низ ба ҳамон хосиятҳои хоси феррит таъсир мерасонанд, ки дар навбати худ ба импеданси аслӣ поёнтар оварда мерасонанд. .Ин хатти каҷ таназзули импедансро ҳамчун функсияи қувваи майдон барои як маводи мушаххас ҳамчун функсияи басомад тавсиф мекунад. Бояд қайд кард, ки таъсири ғараз ҳангоми афзоиши басомад кам мешавад.
Азбаски ин маълумот ҷамъоварӣ карда шуд, Fair-Rite Products ду маводи навро муаррифӣ кард. 44-и мо маводи гузариши миёнаи никел-синк ва 31-и мо маводи гузариши баланди манган-синк мебошад.
Тасвири 19 нақшаи импеданс ба басомади маҳтобӣ бо андозаи якхела дар 31, 73, 44 ва 43 Materials.The 44 маводи беҳтар 43 бо муқовимати DC баландтар аст, 109 Ом см, хосиятҳои зарбаи гармидиҳӣ беҳтар, устувории ҳарорат ва Ҳарорати баландтари Кюри (Tc). Маводи 44 нисбат ба 43 маводи мо импеданс нисбат ба хусусиятҳои басомад каме баландтар аст. Маводи статсионарии 31 дар тамоми диапазони басомади андозагирӣ импеданси баландтарро аз 43 ё 44 нишон медиҳад. 31 барои сабук кардани фишори хун пешбинӣ шудааст. Мушкилоти резонанси андозагирӣ, ки ба иҷрои фишори басомади пасти ядроҳои калонтари марганец-синк таъсир мерасонад ва бомуваффақият дар ядроҳои фишурдани пайвасткунаки кабелӣ ва ядроҳои калони тороидалӣ татбиқ шудааст. Расми 20 нақшаи импеданс нисбат ба басомад барои 43, 31 ва 73 маводҳо барои Fair мебошад. - ядроҳои Rite бо 0,562 ″ OD, 0,250 ID ва 1,125 HT. Ҳангоми муқоисаи Расми 19 ва Расми 20, бояд қайд кард, ки барои ядроҳои хурдтар, барои басомадҳои то 25 МГс, маводи 73 беҳтарин маводи супрессор мебошад. Аммо, вақте ки буриши аслӣ зиёд мешавад, басомади максималӣ коҳиш меёбад. Тавре ки дар маълумот дар расми 20 нишон дода шудааст, 73 беҳтарин басомади баландтарин 8 МГс аст. Инчунин бояд қайд кард, ки маводи 31 дар диапазони басомади аз 8 МГс то 300 МГс хуб кор мекунад. Аммо, ҳамчун як феррити руҳи марганец, маводи 31 муқовимати ҳаҷми хеле камтари 102 ohms -cm дорад ва муқовимати бештар бо тағирёбии ҳарорати шадид тағйир меёбад.
Луғати индуктсияи асосии ҳаво – Lo (H) Индуктивие, ки агар ядро ​​гузариши якхела дошта бошад ва тақсимоти ҷараён доимӣ боқӣ монад, чен карда мешуд. Формулаи умумӣ Lo= 4π N2 10-9 (H) C1 Ring Lo = .0461 N2 log10 (OD) /ID) Ht 10-8 (H) Андозаҳо дар мм мебошанд
Пастшавӣ – A (dB) Камшавии амплитудаи сигнал ҳангоми интиқол аз як нуқта ба нуқтаи дигар. Ин таносуби скалярии амплитудаи вуруд ба амплитудаи баромад бо децибелҳо мебошад.
Собити аслӣ – C1 (см-1) Маблағи дарозии роҳи магнитии ҳар як қисмати занҷири магнитӣ ба минтақаи магнитии мувофиқи ҳамон бахш тақсим шудааст.
Доимии аслӣ – C2 (см-3) Маблағи дарозии занҷири магнитии ҳар як қисмати занҷири магнитӣ ба квадрати домени магнитии мувофиқи ҳамон бахш тақсим шудааст.
Андозаҳои самарабахши майдони роҳи магнитӣ Ae (см2), дарозии роҳ le (см) ва ҳаҷм Ve (см3) Барои геометрияи ядрои додашуда тахмин карда мешавад, ки дарозии роҳи магнитӣ, майдони буриш ва ҳаҷми ядрои toroidal дорои хосиятҳои моддӣ ҳамон тавре ки Мавод бояд хосиятҳои магнитии баробар ба ядрои додашуда дошта бошад.
Қувваи Майдон – H (Oersted) Параметре, ки бузургии қувваи майдонро тавсиф мекунад. H = .4 π NI/le (Oersted)
Зичии ҷараён – B (Gaussian) Параметри мувофиқи майдони магнитии индуксионӣ дар минтақаи муқаррарӣ ба роҳи ҷараён.
Муқовимат – Z (ohm) Муқовимати ферритро метавон аз рӯи гузариши мураккаби он ифода кард.Z = jωLs + Rs = jωLo(μs'- jμs”) (ohm)
Тангенси талафот – тангенс δ Тангенси талафоти феррит ба муқобили занҷири Q баробар аст.
Омили талафот – δ/μi Бартараф кардани марҳила байни ҷузъҳои асосии зичии ҷараёни магнитӣ ва қувваи майдон бо гузариши ибтидоӣ.
Гузариши магнитӣ - μ Гузариши магнитӣ, ки аз таносуби зичии ҷараёнҳои магнитӣ ва қувваи тағирёбандаи майдони истифодашаванда ба даст меояд ...
Гузариши амплитуда, μa - вақте ки арзиши муайяни зичии ҷараён аз арзиши барои гузариши ибтидоӣ истифодашуда зиёд аст.
Гузариши самаранок, μe - Вақте ки масири магнитӣ бо як ё якчанд холигии ҳаво сохта мешавад, гузаранда гузариши маводи якхелаи гипотетикӣ мебошад, ки ҳамон нохоҳамиро таъмин мекунад.
In Compliance сарчашмаи асосии ахбор, иттилоот, таълим ва илҳом барои мутахассисони муҳандисии барқ ​​ва электроника мебошад.
Aerospace Automotive Communications Электроникаи истеъмолӣ Таҳсилот Энергетика ва саноати энергетикӣ Технологияҳои иттилоотӣ Ҳарбӣ ва мудофиа