Синфазный дроссель в качестве трансформатора: Синфазные дроссели / фильтры | ПАО «МСТАТОР»

Содержание

Синфазные дроссели / фильтры | ПАО «МСТАТОР»

Надёжная и безаварийная работа современных энергообъектов во многом зависит от надёжности технологического оборудования, выполняющего функции защиты электронных компонентов, средств связи, систем автоматики и др.

Современная электроника выделяет основные методы снижения уровня электромагнитных помех и решения проблем электромагнитной совместимости технических средств (ЭМС):

   • Применение экранов в качестве корпусов электронных приборов;

   • Экранирование отдельных узлов аппаратуры, защитные оплетки;

   • Правильное построение электронных схем для снижения паразитных параметров;

   • Применение помехоподавляющих фильтров (ППФ), сборок фильтров, сетевых фильтров и модулей.

 

 

Типовое применение:
помехоподавляющие фильтры

 

ПАО «МСТАТОР» на основе серии магнитопроводов MSFN разработало линейку синфазных дросселей (дросселей подавления ЭМП) на основе нанокристаллического материала АМАГ200С (в основе тонкая лента 18±2 мкм).

Минимизация или исключение влияния источников ЭМП на стадии проектирования

Обеспечивают высокий уровень подавления помех в широком диапазоне частот и характеризуются малыми габаритными размерами и весом (существенное сокращение объема сборки до 60% по сравнению с дросселями на ферритовом сердечнике).

  • Магнитопроводы серии MSFN имеют типичную магнитную проницаемость 85 000 на частоте 10 кГц.
  • Высокая проницаемость способствует снижению числа витков обмоток, что в свою очередь повышает резонансную частоту и снижает активное сопротивление провода.
  • В сравнении с ферритом дроссели обеспечивают большую величину затухания в более широком диапазоне частот и снижают потери в обмотках.
  • На низких частотах высокое затухание фильтра обеспечивается за счет высокой проницаемости, а на высоких – за счет малых паразитных емкостей и высокой резонансной частоты.
  • В отличие от феррита материал АМАГ200С имеет стабильную проницаемость в широком температурном диапазоне от –60°С до +155°С.
    В указанном диапазоне изменение проницаемости не более 15 %, что обеспечивает отличные характеристики фильтров в самых различных вариантах применения.

 

 

Импортозамещение

 

Дроссели подавления ЭМП серий ДС2 и ДС3 в ряде номиналов имеют схожие параметры с изделиями зарубежных фирм

  • MAGNETEC
  • Wurth Elektronik
  • Vacuumschmelze

 

Магнитопроводы в импульсных источниках питания (ПАО «МСТАТОР»)

Тема: Источники питания для систем связи и радиотехники

Доклад Всероссийской научно-практической конференции «Электропитание-2021» в г. В.Новгород, посвященной 30-летию Ассоциации «Электропитание» со 2 по 5 июня 2021 г. в Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого (Россия, г. Великий Новгород, Антоново д.1)


Аннотация: В докладе рассматриваются технические особенности и преимущества магнитомягких материалов и магнитопроводов, выпускаемых ПАО «МСТАТОР» применительно к области импульсных источников питания. Даны рекомендации по выбору оптимальных материалов и магнитопроводов по их назначению в схеме на примере структурной схемы AC/DC многоканального источника питания. Более подробно рассмотрены магнитопроводы для синфазных помехоподавляющих дросселей, их отличительные особенности и проблемы, возникающие при реализации помехоподавляющих дросселей и фильтров ЭМС.

Сведения об авторе: Фоченков Эдуард Анатольевич. Ведущий инженер, нач. бюро механизации и автоматизации ПАО «МСТАТОР», г. Боровичи Новгородской обл. Разработчик технологического оборудования и контрольно-измерительной техники. Технический консультант и автор ряда статей/технических материалов по свойствам и применению аморфных и нанокристаллических магнитопроводов, аппаратуре для измерения динамических параметров петли гистерезиса.


 

Введение

ПАО «МСТАТОР» – одно из ведущих предприятий РФ в области аморфных и нанокристаллических магнитомягких материалов. Предприятие освоило и успешно развивает патентованные наработки ведущего научного центра СССР – Калужского НИИ материалов электронной техники. Выпускает более 20 наименований сплавов в виде тонких лент и законченные электромагнитные компоненты на их основе. Имеет 55 летний опыт производства электромагнитных компонентов. Изделия поставляются на внешний и внутренний (в т.ч. с приемкой 5 и 9) рынок. ПАО «МСТАТОР» обладает уникальными технологиями, позволяющими выпускать самую тонкую (от 16 мкм) ленту в РФ. Широкий размерный ряд тороидальных магнитопроводов от 3 мм до 200 мм по внешнему диаметру.  Широкий диапазон по магнитной проницаемости (от 210 до 300 000) и индукции насыщения (от 0.55 до 1.4 Тл). Возможность работы в широком температурном диапазоне от –60 до 300 °С. Продукция ПАО «МСТАТОР» успешно конкурирует с изделиями ведущих мировых производителей – Vacuumschmelze, Magnetec, Hitachi и др.

Бытует мнение, что современные аморфные и нанокристаллические сплавы постепенно вытеснят ферриты с рынка. На самом деле это мнение ошибочно. Для каждого материала существует своя оптимальная область применения, в которой конкретный материал дает лучший результат. К тому же технические требования к ИИП и условия эксплуатации могут быть различны. По оценкам ЛЭПКОС тороидальные магнитопроводы занимают на рынке менее 30%, а это основная форма для аморфных и нанокристаллических материалов. Феррит имеет преимущество низкой цены, поэтому в недорогих устройствах, работающих в узком температурном диапазоне обычно нет смысла использовать другие материалы. В тоже время аморфные и нанокристаллические сплавы имеют ряд уникальных свойств, принципиально недостижимых для феррита. Поэтому правильно будет сказать, что доля аморфных и нанокристаллических материалов растет, и будет расти в дальнейшем в конкретных применениях, там, где эти материалы имеют явное преимущество перед ферритами.

Целью настоящего сообщения является показ потребителям, что именно можно ожидать от применения новых материалов и какие конкретно сплавы целесообразно применять в каждом конкретном случае. Помимо этого, у отечественных производителей на сегодня существует ряд проблем, не позволяющих освоить аналоги лучших импортных ферритов и магнитодиэлектриков. А это создает проблемы с импортозамещением. Продукция ПАО «МСТАТОР» включена в перечень ЭКБ и по своим техническим характеристикам, как правило, не уступает продукции мировых лидеров в области аморфных и нанокристаллических материалов. ПАО «МСТАТОР» поставляет магнитопроводы на внешний рынок с 1993 года, что позволило поднять уровень качества до мировых стандартов.

 

Так что же дает использование аморфных и нанокристаллических сплавов в ИИП?

 

Ответ известен только специалистам, которые профессионально углубились в проблему этого вопроса:

  • Улучшение функциональных характеристик;
  • Повышение КПД;
  • Решение проблем ЭМС;
  • Расширение температурного диапазона;
  • Снижение габаритов и массы;
  • Экологически чистое производство.

 

Область применения аморфных и нанокристаллических материалов весьма широкая. Ниже приведены рекомендации по выбору магнитопроводов применительно к разработке и производству импульсных источников питания.

 

 

Рис 1 – Упрощенная структурная схема многоканального импульсного источника питания АС/DC

 

Таблица 1 – Рекомендуемые серии магнитопроводов

Область применения

Материал

Обозначение серии

Синфазный дроссель

L1, L15

Нанокристаллический АМАГ 200С

MSFN

Дифференциальный дроссель

L2, L12, L13, L14

Аморфный АМАГ 202

MSC

Нанокристаллический АМАГ 178N

MSCN-TH

Аморфный прессованный

АРН

Нанокристаллический прессованный

АРМ

Дроссель коррекции коэффициента мощности

L3

Нанокристаллический АМАГ 200С

MSC-NGN

Нанокристаллический АМАГ 178N

MSCN-TH

Нанокристаллический прессованный

АРМ

Силовой трансформатор

Тр. с

Нанокристаллический АМАГ 200С

MSTH-TH

Аморфный АМАГ 186

MST

Нанокристаллический АМАГ 178N (обратноходовый тр-р)

MSCN-TH

Дроссель магнитного усилителя (магнитный ключ)

L4, L5

Аморфный АМАГ 172

MSSA

Нанокристаллический АМАГ 200

MSSN

Одновитковые помехоподавляющие

L6…L8

Аморфный АМАГ 172

MSB

Многовитковые помехоподавляющие

L6…L8

Аморфный АМАГ 172

MSK

Выходной дроссель (индуктор)

L9, L10, L11

 

Аморфный АМАГ 202

MSC-NGA

Нанокристаллический АМАГ 200C

MSC-NGN

Нанокристаллический АМАГ 178N

MSCN-TH

Аморфный прессованный

АРН

Нанокристаллический прессованный

АРМ

Трансформатор тока

Аморфный АМАГ 186

MST

Трансформатор управления силовыми п/п приборами

Нанокристаллический АМАГ 200С

Нанокристаллический АМАГ 201

MSTH-TH

 

 

1.

Синфазные дроссели / дроссели подавления ЭМП (L1, L15)

Рекомендуется серия MSFN из нанокристаллического сплава АМАГ 200С на основе железа. Сплав – функциональный аналог материалов NANOPERM (Magnetec), VITROPERM (Vacuumschmelze).  Индукция насыщения 1.16 Тл. Температурный диапазон –60…+155 °С. Хорошая температурная стабильность – изменение проницаемости в указанном диапазоне около 15 %.

 


Рис.2 – Типовая петля гистерезиса для серии MSFN MSNF серия магнитопроводов
  • Аналог для спецтехники включен в перечень ЭКБ – серия КЛ из материала АМАГ 200С по КВШУ.684459.001ТУ
  • Широко применяется в синфазных дросселях серий ДС2 и ДС3

 

Типичная действительная начальная проницаемость (µ’) на частоте 1 кГц около 100 000. На частоте 10 кГц – 85 000. На 100 кГц – 26500. На 1 МГц – 4100. Проницаемость монотонно падает во всем диапазоне частот. Отсутствует характерный для ферритов резонанс в районе 2-4 МГц с подъемом проницаемости в 1. 5 раза, разворотом фазы и последующим быстрым спадом. Модуль импеданса в одновитковом дросселе непрерывно монотонно растет с ростом частоты (Рис.3). Резонанс на частоте 600 МГц связан с характеристиками измерительной обмотки (длинная линия). При увеличении числа витков и соответственно увеличении длины провода резонанс смещается влево.  На основе серии MSFN разработана серия синфазных дросселей для однофазной и трехфазной сети. За счет высокой проницаемости материала дроссели имеют в 4-5 раз меньшее число витков обмотки относительно аналогов на феррите. Типичная частота резонанса дросселей в районе 1-3 МГц. Для ферритовых аналогов обычно частота резонанса в 4-5 раз ниже. Для широкополосных фильтров ЭМС рекомендуется применять двухзвенные фильтры c небольшим количеством витков.

 

Рис.3 – Частотная зависимость модуля и фазы импеданса для серии MSFN в сравнении с ферритом N87 для кольцевого магнитопровода 30-20-10 мм (одновитковая обмотка, I ×w =10 ма × вит).

 

Работа синфазного дросселя на основе нанокристаллического материала с высокой проницаемостью принципиально отличается от дросселя на основе феррита. На частотах до 30 кГц преобладает действительная (индуктивная составляющая проницаемости) µ’ (Рис.4). На частоте около 50 кГц действительная и мнимая составляющие примерно равны. И далее преобладает мнимая составляющая µ», определяемая потерями. Т.е. в высокочастотной области дроссель эффективно поглощает высокочастотные помехи, преобразуя их в тепло.

На Рис.5 представлены частотные зависимости составляющих импеданса. В высокочастотной области импеданс определяется в основном мнимой составляющей Z», т.е. сопротивлением потерь.

 


Рис. 4 – Зависимость проницаемости от частоты для серии MSFN (кольцо 30-20-10 мм, I × w =10 мА × вит.)
Рис. 5 – Зависимость составляющих импеданса от частоты для серии MSFN

 

 

Мировой лидер в области аморфных и нанокристаллических материалов – немецкая фирма Vacuumschmelze отмечает этот факт [1] как преимущество нанокристаллического материала Vitroperm (функциональный аналог АМАГ 200С) в применении к синфазным помехоподавляющим дросселям. В ВЧ области ферритовый дроссель работает на отражение помехи, а дроссель на основе Vitroperm работает на поглощение.

 


а)
б)

 

Рис. 6 – Сравнение модуля и фазы импеданса для различных материалов

 

На Рис. 6 представлены частотные зависимости модуля и фазы импеданса дросселей с одновитковой обмоткой на основе различных магнитомягких материалов. Величины модуля импеданса приведены к одному типоразмеру магнитопровода. Для трех марок ферритов N87, N95, M2000НМС9 проявляется характерный резонанс с резким изменением фазы импеданса. При этом индуктивный характер дросселя меняется на емкостной. Для аморфного материала АМАГ 186В (µ = 2200) и нанокристаллического АМАГ 200С (серия MSFN) выраженного резонанса не проявляется. В низкочастотной области, до 30 кГц, дроссель ведет себя как идеальная индуктивность (L – цепь), в высокочастотной как RL цепь с постепенным ростом потерь и снижением индуктивности. Все тестируемые дроссели имели второй выраженный резонанс на одинаковой частоте – 600 МГц. Как оказалось, этот резонанс определен длиной одного витка провода, а не свойствами материала.

 

Рис. 7. – Зависимость импеданса дросселя 11 мГн от частоты для серии MSFN (12 витков) и феррита (70 витков)

 

На Рис.7 представлена зависимость импеданса от частоты для дросселя с индуктивностью 11 мГн, выполненного на основе серии MSFN, и дросселя 11 мГн аналогичного размера на основе ферритового кольца с проницаемостью 3000. Получилось 12 витков на нанокристаллическом магнитопроводе и 70 витков на феррите. Количество витков на феррите и длина провода в 5.5 раза больше. В таком же соотношении сопротивление обмоток и потери в проводе. Ферритовый дроссель имеет резонанс на частоте 500 кГц, нанокристаллический – на частоте 3 МГц.

 


Рис.8 – Зависимость затухания от частоты в 50-омной линии (сравнение с ферритом)
Рис.9 – Зависимость проницаемости от температуры

 

На Рис. 8 представлено сравнение характеристик затухания в 50-омной линии для дросселя на основе феррита ЭМС и дросселя на основе магнитопровода MSFN близких габаритов. В НЧ области нанокристаллический дроссель обеспечивает большее затухание за счет высокой проницаемости, а в ВЧ области – за счет малого числа витков и соответственно малой длины провода.

На Рис.9 представлена характерная температурная зависимость для феррита Т46 (данные производителя Epcos) с высокой проницаемостью. Обратите внимание на резкую зависимость проницаемости от температуры. Изменение проницаемости в диапазоне от –60 до 110 °С в пять раз.  При превышении температуры за 120 °С проницаемость резко падает и уже к 140 °С становится равной нулю. На этом же графике приведена аналогичная экспериментальная зависимость для серии MSFN в диапазоне от –60 до 180 °С. В диапазоне –60 °С ÷ 155°С изменение проницаемости всего около 15 %.

 

 

Рис. 10 – а) – Зависимость модуля импеданса дросселя от числа витков и частоты, в) – импеданс провода, с) – разность импеданса дросселя и провода

 

На Рис.10 а) показана зависимость импеданса дросселя (MSFN-30S-TH) от числа витков и частоты, на Рис. 10 в) – зависимость импеданса провода от частоты (провод намотан на пустом контейнере без сердечника), на Рис. 10 с) – разность импеданса дросселя и провода. Это не совсем корректно, т.к. не учитывается фаза, но позволяет понять, до каких частот материал сохраняет магнитные свойства. Сравнивая Рис. 10 а) и Рис. 10 в) можно заметить, что второй резонанс определяется самим проводом, в первую очередь его длиной. Причем характеристики отдельного прямого провода и провода, намотанного на пустой контейнер, отличаются незначительно. Из полученных данных следует, что предельная частота дросселя, на которой работает магнитный материал, зависит от длины провода. В данном случае для 1 витка материал работает до 450 МГц, для двух – до 300 МГц, для пяти – до 140 МГц, для 10 витков – до 95 МГц. Причем выяснилось, что характеристики провода мало зависят от материала провода, диаметра провода, числа витков и расположения их на сердечнике, но очень сильно зависят от длины. Поэтому для высокочастотных фильтров не имеет смысла использовать дроссели с большим количеством витков и большой длиной провода, они не будут работать на частотах в десятки мегагерц. Правильнее использовать два дросселя с небольшим количеством витков последовательно.
 

Рис. 11 – Влияние способа намотки

 

На Рис. 11 показано влияние способа намотки. Длина провода и число витков одинаковы. Намотка внавал дает худший результат по величине импеданса, самую низкую частоту первого резонанса и самую большую амплитуду колебания |Z| в точке второго резонанса (300 кГц). Равномерная намотка с разнесением витков по сердечнику дает средний результат. И самый лучший результат – секционная намотка – 3 секции по 3 вит. Минимизация емкости обмотки смещает вправо точку первого резонанса и снижает амплитуду колебания |Z| (снижает добротность) в точке второго резонанса.

 

Из сказанного следует несколько выводов. Для смещения резонанса дросселя вправо рационально:

  • использовать малогабаритные магнитопроводы с минимальным окном для обмотки;
  • использовать тонкие провода, исходя из требования допустимого перегрева;
  • использовать тороидальные магнитопроводы с круглым сечением;
  • для ленточных магнитопроводов использование магнитопроводов с квадратным сечением лучше, чем с прямоугольным.

 

2. Дифференциальные дроссели (L2, L12, L13, L14)

  • Малогабаритная серия MSC из недорогого аморфного сплава АМАГ 202 на основе железа. С распределенным зазором, получаемым в результате специального отжига.  Типичная проницаемость 245. Максимальное поле смещения постоянным током до 35 Э. Индукция насыщения 1.4 Тл. Миниатюрные магнитопроводы в тонкостенных контейнерах из сплава на основе алюминия. Размерный ряд по внешнему диаметру от 3 до 20 мм.

 

  • Серия MSCN из нового нанокристаллического сплава АМАГ 178N. Индукция насыщения 1.05 Тл. Типичная проницаемость 210. Отличные частотные характеристики. Падение проницаемости на частоте 10 МГц (относительно 1 кГц) около 10%. Очень малые потери. Хорошая температурная стабильность. Максимальное поле смещения постоянным током до 35 Э. Широкий размерный ряд, наружный диаметр от 4 до 46 мм.

 


Рис.12 – Типовая петля гистерезиса для серии MSCN (АМАГ 178N)
Рис. 13 – Зависимость индуктивности от частоты для серии MSCN (АМАГ 178N)
Рис.14 – Зависимость индуктивности от температуры для серии MSCN (АМАГ 178N)

 

  • Серия АРН, АРМ. Недорогие прессованные магнитопроводы (магнитодиэлектрики) из соответственно измельченной аморфной (Вs = 1.4 Тл) и нанокристаллической ленты (Вs = 1.16 Тл). С покрытием эмалью. Выпускаются акционером МСТАТОР — из Южной Кореи фирмой Amogreentech. ПАО «МСТАТОР» – дистрибьютер в РФ. По потерям лучше известных материалов МП-140, МП-160, High Flux, Kool Mµ, MPP. Ряд по проницаемости: 26, 60, 75, 90, 125.

 

3. Дроссель корректора коэффициента мощности (L3)

  • Серия MSCNGN. Тороидальные магнитопроводы с немагнитным зазором из нанокристаллического сплава АМАГ 200С с индукцией насыщения 1.16 Тл. Низкие потери. Поле смещения постоянным током до 40 Э.
  • Серия MSCN. Новый нанокристаллический сплав АМАГ 178N. Очень низкие потери. Примерно на 30% ниже серии MSC-NGN. Индукция насыщения 1.05 Тл. Поле смещения постоянным током до 35 Э.
  • Серия APH, APM. См. раздел 2 (дифференциальные дроссели).

 

4. Силовой трансформатор (Тр. с.)

  • Серия MSTN. Нанокристаллический материал АМАГ 200С с высокой проницаемостью и минимальными потерями. Улучшенный функциональный аналог известного материала FINEMET. Магнитострикция уменьшена в 4 раза. Специальный отжиг, оптимизированный по минимуму потерь. Индукция насыщения 1.16 Тл. Широкий температурный диапазон от –60 до 155 °С. Падающая зависимость потерь от температуры. При температуре 150 °С потери снижаются примерно на 10% относительно 30 °С. Улучшенная линейность ПГ относительно серии MSFN. Типичная проницаемость µ’ на частоте 1 кГц – 65 000, на 100 кГц – 30 000, на 1 МГц – 5000. На Рис.16 показано сравнение потерь с витым ленточным аналогом другого производителя (толщина ленты 25 мкм) и силовым ферритом с проницаемостью 2000. Максимальный выигрыш относительно феррита достигается при работе на средних частотах преобразования (50-100 кГц) с большим размахом индукции. Типичные потери в режиме 100 кГц, 0.3 Тл около 60 Вт/кг, в режиме 50 кГц, 0.6 Тл – 70 Вт/кг.

 


Рис. 15 – Типовая петля гистерезиса для серии MSTN (АМАГ 200С)
Рис. 16 – Сравнение потерь для серии MSTN
Рис. 17 – Зависимость потерь от температуры для серии MSTN

 

  • Серия MST. Рекомендуется в тех случаях, когда использование материала с высокой проницаемостью не желательно. Аморфный материал АМАГ 186А, В, С. Проницаемость соответственно 3300, 2200, 1400. Индукция насыщения соответственно: 0.85; 0.9; 1.0 Тл. Уникально линейная петля гистерезиса. Используется также в импульсных трансформаторах тока (схемы защиты ИИП по мощности), трансформаторах тока в промышленных сетях питания при наличии тока утечки, в системах телекоммуникации. Магнитострикция насыщения близка к нулевой. Хорошие результаты в повышающих импульсных трансформаторах с «чистыми» короткими фронтами импульсов. Низкие потери. Слабая зависимость проницаемости от частоты и амплитуды индукции. Линейные силовые индуктивности. Как вариант,  используется в резонансных схемах.
    В фильтрах ЭМС линейные индуктивности с малым разбросом и стабильностью проницаемости позволяют получить хорошее совпадение практических результатов с расчетными и стабильность характеристик фильтров в различных условиях эксплуатации.

 

Рис. 18 – Типовая петля гистерезиса для серии MST (АМАГ 186)

 

  • Серия MSCN. Нанокристаллический материал АМАГ 178N с низкой проницаемостью (210) и минимальными потерями. Хорошая альтернатива ферритам с зазором или магнитодиэлектрикам в обратноходовых преобразователях. За счет отсутствия зазоров имеет преимущество в плане ЭМС. Магнитное поле сконцентрировано внутри сердечника, наружу не выходит. Имеет малые потери при значительном размахе индукции. Индукция насыщения 1.05 Тл. Линейная петля гистерезиса, максимальное поле смещения постоянным током – 35Э, хорошая температурная стабильность. Диапазон температур от –60 до 155°С. Сам материал допускает работу при экстремально высоких температурах до 250 °С. Типовая ПГ см. Рис.10.

 


Рис. 19 – Зависимость потерь от изменения температуры для серии MSCN (АМАГ 178N)
Рис. 20 – Сравнение потерь серии MSCN (АМАГ 178N) с различными разрезными магнитопроводами из АМАГ 202 и АМАГ 200С на частоте 100 кГц

 

5. Дроссель магнитного усилителя (L4, L5)

Дроссели магнитных усилителей применяются в многоканальных источниках питания для организации раздельной локальной стабилизации напряжения/тока каждого канала. При этом напряжение в каждом канале становится независимым от нагрузки остальных каналов. Появляется возможность защиты (стабилизации) по выходному току и возможность внешнего независимого управления напряжением каждого канала с помощью внешнего аналогового сигнала. Подробнее [8].

  • Серия MSSA. Аморфный сплав на основе кобальта АМАГ 172. Индукция 0.6 Тл. Прямоугольная петля гистерезиса с отношением Br/Bm не менее 0.97 в режиме измерения 100 кГц, 80 А/м. Низкая коэрцитивная сила, менее 17 А/м в режиме измерения 100 кГц, 80 А/м. Низкая коэрцитивная сила обеспечивает малую величину тока управления и низкие потери в цепи управления. Диапазон температур от –60 до 100°С.
  • Серия MSSN. Нанокристаллический материал АМАГ 200 с отжигом в продольном магнитном поле. Прямоугольная петля гистерезиса с отношением Br/Bm не менее 0.97 в режиме измерения 100 кГц, 80 А/м. Коэрцитивная сила, менее 25 А/м в режиме измерения 100 кГц, 80 А/м. Высокая индукция насыщения (1.16 Тл) обеспечивает снижение габаритов дросселя. Диапазон температур от -60 до 155°С.

 

6. Помехоподавляющие магнитопроводы (L6, L7, L8)

Эффективно блокируют высокочастотные колебания или выбросы тока. Изменяют характер переключения, делая его «мягким», устраняют причину возникновения помех ЭМС. Альтернатива традиционным RC демпферам, включаемым параллельно силовым диодам. Повышают КПД источника. Используются две серии из аморфного сплава АМАГ 172 на основе кобальта. Подробнее [9].

  • Серия MSB. Одновитковые миниатюрные дроссели. Одеваются на выводы компонентов. Вывод является обмоткой. Функциональные аналоги ферритовых бусинок, но за счет высокой проницаемости имеют лучшую эффективность.
  • Серия MSK. (Spike Killers – убийцы выбросов). Многовитковые дроссели. Обмотка представляет собой несколько витков (типично 3-5) толстого провода. Используются там, где необходимо иметь большую величину двойного (полного) потока.

 

7. Силовые выходные дроссели (индукторы) (L9, L10, L11)

  • Серия APH, APM. Недорогие порошковые прессованные магнитопроводы на основе измельченной аморфной (серия APH) и нанокристаллической (серия APM) ленты. Индукция насыщения соответственно 1.5; 1.2 Тл. Проницаемость из ряда 26, 60, 75, 90, 125. Высокая предельная величина смещения постоянным током (ток нагрузки). Низкие потери. Выпускаются акционером завода МСТАТОР (Amogreentech). ПАО «МСТАТОР» – дистрибьютор по РФ.
  • Серия MSC-NGA. Серия с немагнитным зазором. Аморфный сплав АМАГ 202 на основе железа, аналог известного 2НСР. Индукция 1.4 Тл. Средние потери, но высокая предельная величина смещения постоянным током (до 60 Э, в зависимости от проницаемости).
  • Серия MSC-NGN. Серия с немагнитным зазором. Нанокристаллический сплав АМАГ 200С на основе железа. Индукция 1.16 Тл. Низкие потери, ниже серии MSC-NGA, предельная величина смещения постоянным током до 40 Э.
  • Серия MSC. Миниатюрные магнитопроводы из недорогого аморфного сплава АМАГ 202 на основе железа. С распределенным зазором, получаемым в результате специального отжига.  Типичная проницаемость 245. Максимальное поле смещения постоянным током до 35 Э. Индукция насыщения 1.4 Тл. Миниатюрные магнитопроводы в тонкостенных контейнерах из сплава на основе алюминия. Размерный ряд по внешнему диаметру от 3 до 20 мм.
  • Серия MSCN. Новый нанокристаллический сплав АМАГ 178N. Индукция насыщения 1.05 Тл. Типичная проницаемость 210. Очень малые потери. Хорошая температурная стабильность. Максимальное поле смещения постоянным током до 35 Э. Широкий размерный ряд, наружный диаметр от 4 до 46 мм.

 

Литература

 

  1. VACUUMSCHMELZE. EMC products based on nanocrystalline VITROPERM // Edition 2016. www.vacuumschmelze.com
  2. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В. Устойчивость и электромагнитная совместимость устройств и систем электропитания // Горячая линия – Телеком, 2019.
  3. Cuellar C., Idir N., Benabou A. High Frequency Behavioral Ring Core Inductor Model // IEEE Transactions on Power Electronics, Volume: 31, Issue: 5, May 2016. С. 3763 – 3772.
  4. Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я. Магнитные свойства аморфных и нанокристаллических сплавов // Екатеринбург: Изд-во Уральского ин-та, 2002. 384 с.
  5. Michael E. McHenry, Matthew A. Willard, David E. Laughlin. Amorphous and nanocrystalline materials for applications as soft magnets // Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania 15213, USA Received 30 November 1998.
  6. Стародубцев Ю.Н. Магнитомягкие материалы. Энциклопедический словарь-справочник // Техносфера, 2011. – 664 с.
  7. Дмитриков В.Ф., Петроченко А.Ю., Исаев В.М., Шушпанов Д.В. Особенности проектирования сетевых фильтров радиопомех в широком диапазоне частот с учетом эквивалентного сопротивления конденсаторов и дросселей // https://mstator.ru/ru/publications
  8. Э.А. Фоченков. Применение аморфных магнитопроводов насыщения серии MSSA в многоканальных импульсных источниках питания // https://mstator.ru/ru/publications
  9. Фоченков Э.А. Применение малогабаритных помехоподавляющих магнитопроводов из аморфных металлических сплавов // https://mstator.ru/ru/publications
  10. Фоченков Э. А. Аморфные и нанокристаллические сплавы в импульсных источниках питания. Программы расчета моточных компонентов // https://mstator.ru/ru/publications

 

Э.Фоченков, edf[email protected]yandex.ru.

 

​ Скачать презентацию к статье.pdf

​ Скачать статью.pdf

 

Power Electronics • Просмотр темы

Трансформатор работает в режиме прерывистых токов в обоих схемах. Из трех моментов переключения полупроводниковых приборов (1- включение транзистора, 2 — выключение транзистора/включение диода, 3 — выключение диода) наибольшую помеху вносят первые два. Третий пренебрежительно мал.

Схемотехника такая: Схема 1: Интегральный ключ SVD2N60F, диод SR5100. Максимальная мощность 50 Вт.

Схема 2: ключ К2843, диод MBR20100CT, ШИМ-микросхема DAP001. Максимальная мощность 18 Вт.

Но вообще я уже добился снижения импульсной помехи до нужного уровня, так что думаю, что обсуждать эти схемы далее нет смысла. Главный вывод, который я сделал в ходе экспериментов — необходимо правильное экранирование и правильное электрическое соединение экрана со схемой, обязательное применение синфазного дросселя и правильное включение высоковольтных импульсных конденсаторов (иногда требуется эксперимент). Синфазная помеха так же очень сильно растет в случае расположения схемы рядом с любыми электрически несвязанными с ней токопроводящими телами. Поэтому импульсную схему нельзя оставлять неэкранированной.
В общем: электрически соединенный со схемой экран образует с ней конденсатор, в котором переменное электрическое поле импульсной схемы замыкается и не воздействует более с окружающими телами, синфазный дроссель подавляет синфазный ток (синфазное напряжение, т.е. одновременное увеличение потенциала на обоих выходных проводах такой дроссель не может подавить), а высоковольтные конденсаторы нужны для балансировки схемы. Механизм их работы схож с механизмом балансировки автомобильного колеса при помощи противовеса. Так например, хороший двигатель внутреннего сгорания практически не дает вибрации наружу при работе, несмотря на то, что его внутренние детали испытывают сильные ударные нагрузки. Это достигается балансировкой противовесами (емкости), увеличением массы неподвижных деталей (синфазный дроссель) и демпфированием при помощи резиновых прокладок (экранирование).

Часто задаваемые вопросы (FAQ) по синфазным фильтрам (дросселям) TDK (Epcos)

В данном разделе представлены наиболее часто задаваемые вопросы и ответы по характеристикам и особенностям применения синфазных дросселей (синфазных фильтров) TDK (Epcos).

В: Для чего нужен синфазный фильтр?

О: Синфазные фильтры используются для подавления шума дифференциальных линий передачи данных и линий электропитания. Таким образом, использование таких фильтров обеспечивает необходимый уровень электромагнитной совместимости, повышает помехоустойчивость и надежность работы электронных устройств.

В: Где применяются синфазные дроссели?

О: Синфазные дроссели применяются для подавления синфазных помех там, где форма полезного сигнала не терпит искажений, например, видиосигналы. Синфазные дроссели используются для фильтрации помех в высокоскоростных линиях передачи и интерфейсах, таких как HDMI, DVI, USB 3.0. А также они широко применяются в цепях CAN-интерфейса в автомобильных системах управления.

Основные области применения синфазных дросселей
Промышленное оборудование Лабораторные установки
Автомобильные системы управления и контроля Медицинская техника
Системы безопасности, видеонаблюдение Дисплеи, телевизоры
Ноутбуки, смартфоны, бытовая электроника Источники питания, зарядные устройства
В: Какой принцип работы синфазных фильтров?

О:Синфазный дроссель представляет собой связанную индуктивность, может состоять из двух, трех или четырех катушек, намотанных на общий сердечник с высокой магнитной проницаемостью. В качестве примера рассмотрим конфигурацию, в которой два медных провода намотаны на кольцевой ферритовый сердечник (рис.1). В синфазном режиме магнитные потоки катушек складываются, входной импеданс возрастает, тем самым подавляя синфазные токи и снижая амплитуду шумового сигнала. В дифференциальном режиме магнитные потоки взаимно нейтрализуют друг друга, входной импеданс равен нулю, таким образом, они никак не влияют на прохождение дифференциальных токов.

Рисунок 1

Для дифференциального сигнала синфазные дроссели работают как проводник, тогда как для синфазного тока (шумового сигнала) – как индуктивность. В случае, если частоты полезного сигнала и шума пересекаются, в дифференциальном режиме подавляется только шум.

В: Где необходимо устанавливать синфазные дроссели для эффективного противодействия ЭМП?

О: Синфазные дроссели рекомендуется устанавливать на входе и выходе дифференциального сигнала передачи данных или линий электропитания.

В: На самих фильтрах/дросселях нет маркировки направления намоток. Повлияет ли направление установки на свойства фильтра?

О: Характеристики фильтра не зависят от направления установки.

В: Используются ли синфазные фильтры/дроссели в цепях переменного тока?

О: Cинфазные фильтры рекомендуется использовать только в сигнальных линиях, а также в цепях постоянного тока.

В: Можно ли устанавливать синфазные фильтры между землей и сигнальной линией?

О: Да, можно.

В: Как правильно подобрать синфазный фильтр?

О: Частота среза синфазного фильтра должна быть в три-пять раз больше, чем частота сигнала передачи данных, а также синфазный дроссель должен показывать высокий импеданс на частоте, на которой желательно подавить шум.

В: Что такое частота среза?

О: Это частота, на которой ослабление сигнала достигает -3дБ.

В: Какие базовые параметры синфазных дросселей?

О: Основные параметры синфазных дросселей следующие:

 импеданс на тестовой частоте [Ом];

 сопротивление обмоток дросселя на постоянном токе [Ом];

 допустимый максимальный ток через дроссель [А];

 конструкция, габариты;

 тип монтажа.

Фирма TDK (Epcos) производит широкий номенклатурный ряд синфазных дросселей для различных применений: традиционные проволочные – на средние и большие токи, а также малогабаритные многослойные/тонкоплёночные чип-дроссели для сигнальных цепей. Все изделия предназначены для поверхностного монтажа и имеют стандартизованные типоразмеры, обеспечивают высокий уровень подавления синфазных помех без искажений и ослаблений полезного сигнала.

Номенклатурный ряд синфазных дросселей TDK (Epcos)

Промышленная электроника
Внешний вид Применение Категория Размеры JIS[EIA] Серия PDF
HDMI, DVI, DisplayPort, USB3. 0 2 линии 0403[0201] TCM0403S
0605[0202] TCM0605S
TCM0605T
HDMI, DVI, USB3.0 1210[0504] MCZ1210DH
HDMI, DVI MCZ1210CH
MIPI C-PHY 3 линии 0906[0302] TCM0906C
HDMI, DVI, DisplayPort, USB3.0, LAN 2 линии 2012[0805] ACM2012H-T05
USB2. 0, LVDS 0403[0201] TCM0403M
0605[0202] TCM0605G
TCM0605M
1210[0504] MCZ1210AH
Дифференциальные сигнальные линии 2012[0805] ACM2012
2,3 линии 2520[1008] ACM2520
Силовые линии 2 линии 4520[1808] ACM4520
7060[2824] ACM7060
9070[3628 inch] ACM9070
1211[4844] ACM1211
1513[6052] ACM1513
3225[1210] ACP3225
Телекоммуникации, РЧ оборудование, SMD 14mm x 10. 5mm B82792C0
4 линии B82792C2
2 линии 16.6mm x 13.3mm B82794C0
4 линии B82794C2
Телекоммуникации, РЧ оборудование 13mm x 9.5mm B82720h24
2 линии B82720h25
15.2mm x 7.4mm B82791h25
4 линии 17.5mm x 17.5mm B82791G14
2 линии B82791G15

Для упрощения выбора синфазного фильтра компания TDK разместила на официальном сайте интерактивную программу по подбору синфазных дросселей. Данный инструмент доступен по ссылке. В соответствующих полях указываются необходимые характеристики фильтра (рис.2). В результате открывается список соответствующих изделий (рис.3) с расшифровкой базовых параметров.

Рисунок 2

Рисунок 3

Одна из самых интересных функций этого интерфейса — возможность сравнивать на одном графике до пяти различных дросселей, что делает выбор оптимального изделия намного легче. Кривые импеданса и затухания показаны для каждого дросселя в нужном диапазоне частот. Перемещая курсор по графику, в всплывающем окне можно считать данные любой точки на интересующей частоте (рис.4).

Рисунок 4

 

Как правильно выбрать синфазные дроссели — Новости

Синфазные дроссели (дроссели CM, также известные как линейные фильтры) широко используются в источниках питания с коммутацией мод (SMPS) для подавления кондуктивных и излучаемых помех, если это необходимо для соответствия требованиям международных стандартов электромагнитной совместимости (ЭМС). Готовый продукт не должен вносить серьезного электромагнитного загрязнения в общедоступную электромагнитную сеть и в то же время должен быть защищен от электромагнитных помех, исходящих из той же окружающей среды. Особо следует отметить, что если можно эффективно контролировать кондуктивные помехи (для диапазона частот от 150 кГц до 30 МГц, указанного в стандартах ЭМС), то излучаемые помехи также можно ослаблять (для частот шума> 30 МГц). Поэтому очень важно спроектировать и выбрать соответствующие синфазные дроссели, основываясь на силе и частоте электромагнитных помех, чтобы SMPS успешно соответствовали соответствующим стандартам. Чем эффективнее и быстрее это можно сделать, тем меньше времени и затрат потребуется для выпуска нового продукта на рынок.

 

Кажется, самый популярный метод выбора дросселя CM — это выбрать подходящую частоту среза фильтра низких частот L-Cy. Это направлено на значительное снижение кондуктивного шума в определенном диапазоне частот. Но для ограничения тока утечки продукта, очевидно, нежелательно делать значение Y-конденсатора (конденсатор линии-земля) слишком большим, потому что это приводит к тому, что индуктивность дросселя CM должна быть настолько высокой, насколько это возможно. Недостаток этого заключается в том, что чем выше значение индуктивности дросселя, тем больше его физический размер, и поэтому инженеры вынуждены идти на дорогостоящий компромисс, поскольку дроссели CM обычно занимают очень ограниченное пространство в схеме SMPS. Таким образом, в конечном итоге им приходится находить дроссель CM, который умещается в небольшом выделенном пространстве и может сделать это только с помощью сердечника с более высокой проницаемостью, что требует больших затрат. Существует лучший способ!

Сердечники, обычно используемые в дросселях CM, обычно изготавливаются из материалов с высокой проницаемостью, начиная с проницаемости 5000 (5К) и до 7000 (7К), 10000 (10К) или даже выше в ферритовых материалах MnZn. Важный вопрос: «Дает ли более высокая индуктивность дросселя CM лучший результат в подавлении / и невосприимчивости к EMI?»

Чтобы понять эту проблему, сначала были исследованы дроссели CM с различными материалами сердечника. В испытательных образцах использовались тороидальные сердечники одинакового размера, проволочный калибр и число витков. Были подготовлены три набора этих образцов, дифференцированных только по материалу керна с начальной проницаемостью 5К, 7К и 10К, соответственно. Для определения частот от 10 кГц до 120 кГц на одной обмотке этих синфазных дросселей использовался анализатор сопротивления. Полученные частотные характеристики индуктивности и импеданса показаны на рис. 1 и рис. 2 соответственно.

Рис.1 — Частотные характеристики индуктивности дросселя CM с одинаковыми размерами сердечника, но с разными материалами исходной проницаемости

  Результаты рис. 1 показывают, что индуктивность пропорциональна начальной проницаемости материала сердечника . Чем выше начальная проницаемость материала сердечника , тем выше индуктивность дросселя CM при одинаковом числе витков и одинаковом размере сердечника. Индуктивность дросселя из материала 10К почти вдвое превышает индуктивность дросселя из материала 5К, когда дроссель работает при частоте 100 кГц, тогда как индуктивность дросселя из материала 7К лишь немного выше, чем у дросселя из материала 5К в том же диапазоне частот.

 

Но измерения импеданса не отражают эффективность результатов индуктивности, как показано на рис.2. Более высокая начальная проницаемость материала сердечника не всегда дает более высокий импеданс. Наилучшее затухание шума приходится на материал 7K, который имеет самое высокое значение импеданса на частоте от 300 кГц до 400 кГц. Этот частотный диапазон является оптимальной рабочей частотой материала сердечника 7К. Материал 5К и 10К имеют очень близкие пиковые значения импеданса, но встречаются в разных оптимальных частотных диапазонах. Дроссель материала 5К имеет пиковый импеданс на частоте около 400 кГц, но дроссель материала 10К имеет пиковый импеданс в диапазоне от 200 кГц до 300 кГц. Когда материал сердечника имеет более высокую начальную проницаемость, дроссель обладает большей способностью подавлять низкочастотные синфазные помехи. Если частота выше 200 кГц, дроссель 7К постепенно опережает импеданс по материалам 5К и 10К. Тем не менее, дроссель материала 7K имеет резкую кривую формы колокола по сравнению с материалом 5K и 10K, кривые импеданса которого намного более гладкие в окрестности пиковых значений импеданса.

Рис. 2 — Характеристики полного сопротивления одиночной обмотки CM CHK для одинакового размера сердечника, одинакового числа витков, но разных исходных проницаемостей.

Таким образом, здесь обнаруживается явное указание на то, что правильный способ проектирования и выбора дросселя CM должен учитывать не только индуктивность, но и диапазон частот, в котором возникает мешающая частота. Таким образом, следует выбирать подходящий материал сердечника, чтобы получить оптимальный результат подавления электромагнитной совместимости без чрезмерного увеличения размера компонента или перехода на более дорогие материалы более высокого качества.

 

Для получения одинаковых индуктивностей на тороидальных сердечниках одинакового размера с разными материалами сердечника дроссели CM затем были намотаны с разным числом витков с использованием одного и того же провода. Здесь мы нацелены на дроссели с индуктивностью в диапазоне частот от 10 кГц до 100 кГц. Рабочие характеристики этих дросселей CM показаны на фиг.3 и фиг.4 соответственно.

 

Кривые индуктивности, показанные на фиг.3, отражают оптимальную рабочую частоту различных материалов. Частота, соответствующая индуктивности в нуле на фиг.3, совпадает с частотой, на которой максимальный импеданс возникает на фиг.4. (Примечание: частота в этой точке называется частотой нулевого фазового угла (ZPA).)

 

Хорошо известно, что для сердечника с более низкой проницаемостью требуется большее число витков, чтобы иметь эквивалентную индуктивность сердечника с более высокой проницаемостью. При увеличении числа витков в результате увеличивается индуктивность И емкость, причем последняя увеличивается с более медленной скоростью, что можно оценить на фиг.3.

Рис. 3 Характеристики индуктивности с одинарной обмоткой CM CHK с одинаковой индуктивностью, но с разными материалами при одинаковом размере сердечника

Рис. 4 Характеристики полного сопротивления обмотки CM CHK с одинаковой индуктивностью, но с разными материалами при одинаковом размере сердечника

Кривые импеданса на рисунке 4 показывают, что чем больше число витков дросселя CM, тем сильнее способность подавления помех у дросселя. Пиковое значение импеданса материала 5К почти в два раза больше, чем у материала 10К, хотя их индуктивность очень похожа. Более высокое число витков также означает увеличение потерь меди в дросселе, что делает его менее привлекательным, поскольку общая эффективность продукта всегда является ключевым фактором.

С другой стороны, оптимальный диапазон частот совершенно различен для разных материалов сердечника. Из трех типов дросселей CM, дроссель из материала сердечника 5K имеет самую острую форму. Оптимальный частотный диапазон (ширина полосы) дросселя материала сердечника 10K шире, и мы настоятельно рекомендуем использовать его в тех цепях SMPS, которые проводят помехи в гораздо более низком частотном диапазоне.

  Таким образом, ясно, что материал сердечника определяет диапазон частот смягчения помех, а число витков определяет его способность ослаблять помехи.

Учитывая общую производительность этих дросселей CM, материал 7K показал не только лучшую производительность в высокочастотной полосе, чем материал 5K, но также показал более широкую полосу смягчения помех, аналогичную характеристикам материала 10K. Таким образом, дроссели основного материала 7K должны быть первыми, которые должны быть рассмотрены инженерами-проектировщиками.

Если у вас есть требования к дроссельной заслонке CM, пожалуйста, обратитесь к приведенным выше рис. 5 кривым, которые соответствуют нашим «готовым» продуктам дроссельной заслонки CM.

Рис.5 Marque Magnetics «с полки» CM дроссели с одинарной характеристикой частоты полного сопротивления обмотки

Таблица I представляет более подробную информацию о наших стандартных дросселях CM. Если он вам нужен за пределами этой таблицы, мы можем предоставить вам специальную заслонку для вашего приложения.

 

HANG TUNG LTD, ваш надежный выбор для компонентов раны!

The virtual drink — LiveJournal

Первичная цепь схемы питания «Арктур-006» содержит все необходимое: предохранитель, выключатель, и даже пламегаситель. Но в условиях, когда совершенно нечем заняться, приходится придумывать новые технологии убивания времени. Один из вариантов – решение несуществующих задач.

Одним из дополнений схемы первичной цепи может служить сетевой фильтр. Анализ фирменных проигрывателей показал, что такой фильтр иногда ставят. Ниже приведено фото сетевого фильтра прекрасного современного проигрывателя Pioneer PLX-1000 (около 900$):

А вот фильтр замечательного проигрывателя Audio-Technica AT-LP1240 USB (около 600$), плата фильтра хоть и перевернута, но ее схема понятна:

В наши дни сетевые фильтры попадаются на глаза все чаще. Все видели синфазные дроссели на кольцах и П-образном феррите, а также большие прямоугольные конденсаторы ярко-желтого цвета, сплошь покрытые значками сертификации электробезопасности. Фильтр является обязательным фрагментом схемы импульсных источников питания (ИБП).

Но там фильтр выполняет противоположную задачу – не позволяет помехам, генерируемым ИБП, проникать в сеть. Проектируются эти фильтры таким образом, чтобы ИБП соответствовал нормам по паразитным излучениям. Только так можно пройти сертификацию. Подробное рассмотрение сетевых фильтров для ИБП приводится в книге Sanjaya Maniktala «Switching Power Supplies A–Z». Мне эта тема не очень интересна, так как импульсными источниками стараюсь не заниматься.

Вообще, фильтр является устройством двунаправленным, помехи со стороны сети он также способен подавлять. Какое подавление на каких частотах требуется от такого фильтра, вопрос сложный. В случае ИБП все проще – есть предельные допустимые уровни излучения, есть конкретный уровень помех, нужно второе уменьшить до уровня первого. А в моем случае неизвестно, каким считать уровень помех в сети. Есть статистические данные спектров помех бытовых приборов (заглавная картинка поста), но эти данные весьма приблизительные и сильно зависят от условий и качества сети. В то время, как фильтры ИБП прежде всего должны подавлять помехи на частоте преобразования и ее гармониках (а это десятки кГц), фильтр для аудио должен быть эффективен и в звуковом диапазоне частот. Весьма сомнительно, что такое реализуемо с использованием стандартных компонентов.

Сетевые фильтры выпускаются и в виде отдельных устройств и даже бывают встроенные в разъемы сетевого питания.

Для этих фильтров приводятся характеристики подавления помех в зависимости от частоты. Как правило, сколько-нибудь заметное подавление начинается с частот порядка 10 кГц и выше, а это верхний край звукового диапазона. В середине звукового диапазона подавление таких фильтров близко к нулю.

С другой стороны, есть масса аудиоустройств с обычными линейными БП, которые не имеют в своем составе никакого фильтра. И все эти устройства нормально работают. Это только среди аудиофилов слышна некоторая истерия по поводу сетевых фильтров, причем оценки влияния фильтра даются порой противоположные. Я же никакого влияния на звук от сетевого фильтра я не ожидаю. Вряд ли он сможет побороть, скажем, щелчки от включения холодильника или настольной галогенной лампы с трансформатором. К тому же, винил — это не тот источник, где сетевые помехи сильно заметны. У самого винила щелчков и шума намного больше, чем помех в сети. Поэтому можно просто подключить сетевой провод к трансформатору через предохранитель и выключатель, как было сделано раньше, и всё. Но с фильтром, вроде, хуже быть не должно. Раз так, фильтр можно сделать. Тем более что усилитель-корректор у меня будет встроенный, качество питания для него важно.

Как правило, сетевой фильтр предусматривает наличие трехпроводной сети: фаза, нейтраль и защитное заземление (PE). Помехи, с которыми борется сетевой фильтр, делятся на два вида – синфазные и дифференциальные. Синфазные – это когда оба провода сети синхронно меняют потенциал относительно земли (PE). Дифференциальные – это когда меняется потенциал сетевых проводов друг относительно друга. Чтобы добиться фильтрации как синфазной, так и дифференциальной помехи, нужно в каждый из сетевых проводов включить по дросселю, а на выходе установить конденсаторы двух типов – синфазные и дифференциальные. Дифференциальные конденсаторы типично имеют номинал порядка 0.1 мкФ и принадлежат к классу X (Across the Line). При сетевом напряжении 220 В по такому конденсатору будет протекать реактивный ток амплитудой примерно 10 мА. Синфазные конденсаторы принадлежат к классу Y и имеют значительно меньшую емкость (порядка 1…3 нФ). Это связано с ограничениями на величину тока через цепь защитного заземления.

Ниже показано, как схема фильтра трансформируется при рассмотрении отдельно подавления дифференциальной помехи:

И отдельно для синфазной помехи:

Видно, что частота среза для синфазных помех будет намного выше из-за малой допустимой емкости синфазных конденсаторов. К счастью, есть возможность значительно увеличить индуктивность для этой помехи. Для дросселей фильтра должно соблюдаться условие – их сердечник не должен входить в насыщение. Иначе индуктивность резко упадет вместе с фильтрующими способностями. Через дроссели протекает полный ток питания устройства, что не позволяет получить высокую индуктивность при малых габаритах. Но можно изготовить специальный дроссель с двумя одинаковыми обмотками, которые имеют хорошую магнитную связь. Тогда при противоположном направлении рабочего тока в обмотках магнитный поток будет компенсироваться, результирующая индуктивность будет близка к нулю. Но для синфазной помехи направление тока в обмотках будет одинаковым, они будут продолжать работать. Благодаря тому, что подмагничивание сердечника рабочим током теперь отсутствует, в тех же габаритах можно получить намного большую индуктивность. Но для фильтрации дифференциальных помех такой дроссель бесполезен, поэтому в схеме фильтра требуется дополнительный дифференциальный дроссель. Который часто и ставят. Но существуют совмещенные дифференциально-синфазные дроссели. Они также имеют две одинаковых обмотки, но конструктивно сделаны так, что обмотки имеют не полную связь. В результате появляется индуктивность рассеяния, которая эквивалентна последовательному включению дополнительного несвязанного дросселя.

Как правило, такие дроссели выполнены на П-образном ферритовом сердечнике и имеют несвязанную индуктивность порядка 1…2% от полной. Численно полная индуктивность каждой обмотки может составлять порядка 20…50 мГн, а несвязанная индуктивность – порядка 0.2…1 мГн. Это достаточно много, в большинстве случаев установка дополнительного дифференциального дросселя не требуется.

Показанный на фото дроссель Murata PLY10AN9920R6R2 имеет индуктивность обмоток около 20 мГн. Но если посмотреть datasheet, то там будет указана индуктивность для синфазной помехи 9.9 мГн. Как было показано на схеме выше, для синфазной помехи обмотки дросселя оказываются включенными параллельно, в результате общая индуктивность уменьшается в 2 раза.

При рассмотрении отдельно подавления дифференциальной помехи схема с таким дросселем трансформируется следующим образом:

При рассмотрении отдельно подавления синфазной помехи будет так:

Поскольку Lc намного больше Ld, частота среза для синфазной и дифференциальной помехи у такого фильтра оказывается примерно одинаковой.

Для модели можно как явно указать отдельные несвязанные индуктивности, так и рассчитать и задать коэффициент связи (k = 1 – Ls/L). Результат будет один и тот же.

Чтобы промоделировать фильтр, надо выбрать реальные компоненты и внести их параметры в модель. Под рукой имеются разные дроссели, заимствованные из старых плат ИБП. Поскольку стоит задача получить хорошее подавление помех на как можно более низких частотах, надо выбрать дроссели с самой высокой индуктивностью.

На первый взгляд, должны быть лучше самые крупные дроссели. Но замеры показали, что у них весьма скромная индуктивность, вся разница только в допустимом токе. Но здесь это роли не играет, так как устройство маломощное. Дроссели на кольцах сразу отпали, число витков там маленькое, индуктивность тоже маленькая. К тому же, это чисто синфазные дроссели, индуктивность рассеяния у них очень низкая, дифференциальной индуктивности почти нет. Самая высокая индуктивность (70 мГн) оказалась у двух маленьких черных дросселей фирмы Matsushita, которые на фото стоят рядом. С ними и решил фильтр промоделировать.

В результате моделирования получил не очень красивые результаты. Подавление фильтр обеспечивает только выше своей резонансной частоты, т.е. выше 10 кГц. В звуковом диапазоне подавления нет. Но самое неприятное, на резонансной частоте наблюдается многократное увеличение амплитуды помехи. При попытке увеличить эффективность фильтра на низких частотах, резонансная частота сдвигается вниз и попадет как раз в середину звукового диапазона. Возникает вопрос по правильному выбору параметров фильтра именно для аудио.

На графиках показано выходное напряжение фильтра (зеленый график) при воздействии на вход дифференциальной помехи амплитудой 1 В. Нижний график – то же самое, но только в логарифмическом масштабе по оси Y.

Фраза «с фильтром хуже не будет» оказалась под сомнением.

Резонансные явления в фильтре могут стать причиной появления значительных перенапряжений. Специальные фильтрующие конденсаторы класса X на это рассчитаны, но такое же требование будет и для дросселей. Конструктивно довольно трудно сделать для дросселя повышенное пробивное напряжение, поэтому параллельно обмоткам синфазного дросселя на печатной плате обычно добавляют разрядники. Информации по проектированию таких разрядников (Spark Gap) мало, что-то есть в документе ICE3BS02 от Infineon, что-то есть в патентах US 2012/0044599 A1 и US 8345400 B2. Вот фото той же платы ИБП, которая приводилась выше, но с обратной стороны, хорошо видны разрядники:

Для борьбы с резонансными явлениями в сетевых фильтрах применяется демпфирование. Подробно этот вопрос рассматривается в книге «Fundamentals of Power Electronics», Chapter 10: Input Filter Design, 10.3.2 Damping the input filter. Можно применить параллельное демпфирование резонанса с помощью RC-цепочки, или последовательное с помощью RL-цепочки. Второй вариант затруднительно реализовать на практике, используя стандартные компоненты. Поэтому выбираю параллельное RC-демпфирование. В статье «Input Filter Design for Switching Power Supplies» (SNVA538) есть упрощенный расчет номиналов демпферной цепочки для оптимального демпфирования. Он дает Cd = 4Cf, Rd = sqrt(Lf/Cf). При моделировании попробовал различные комбинации номиналов. Мне больше понравился результат с цепочкой 470 нФ + 100 Ом (на схеме выше эта цепочка нанесена, с ней получены красные графики, а зеленые получены без нее). Довольно громоздко, конечно, но в данном случае место есть.

Предыдущая модель не совсем корректна в плане моделирования питающей сети. Недостаточно взять идеальный источник напряжения 220 В 50 Гц. Реальная сеть обладает неким внутренним сопротивлением, в результате под нагрузкой напряжение немного «проседает». Это можно сымитировать, добавив последовательное сопротивление Ri несколько десятых Ома. Но при моделировании фильтра не так интересен импеданс сети на частоте 50 Гц. Более интересно, как сеть ведет себя на высоких частотах, где измеряется подавление фильтра. Очевидно, что импеданс будет выше, так как подводящие провода обладают значительной индуктивностью. Но конкретное значение сказать трудно, конфигурация подводящей сети может быть самая разная. Чтобы можно было сопоставлять результаты измерений сетевых фильтров, была стандартизирована цепочка под названием LISN (Line Impedance Stabilization Network). Эта цепочка производится в железе в виде измерительного прибора немалых габаритов. Но можно ее использовать и как модель. Для моделирования фильтра с трехпроводной сетью цепочку LISN нужно сделать симметричной.

Цепи LISN на высоких частотах образуют импеданс около 50 Ом, что значительно больше Ri. К слову, эта модель сети наглядно показывает, что в первичной цепи не может быть никаких коротких мощных импульсов тока, про которые ходят страшилки. Импеданс сети для таких импульсов слишком большой.

Использование LISN дает некие среднестатистические результаты, довольно хорошо согласующиеся с реальностью. С этой цепочкой резонансный пик фильтра значительно меньше (графики с линейным и логарифмическим масштабом по оси Y).

Применение снаббера картину улучшает (красный график), ход АЧХ с ним получается более ровный. Хотя в практических реализациях фильтра снабберных цепочек не видел не разу. Встречал только на картинках внутренних схем фильтров, встроенных в разъем, да и то лишь для старших семейств. Подобные цепочки упоминаются в статье В. Ланцов, С. Эраносян «Электромагнитная совместимость импульсных источников питания: проблемы и пути решения. Часть 2», журнал «Силовая электроника», №1, 2007.

Конечно, радикальной разницы со снаббером и без него не видно. Но не всегда в качестве источника электропитания используется обычная сеть. Могут быть ситуации, когда импеданс источника даже на высоких частотах окажется малым. Тогда демпфирование фильтра просто необходимо. Да и при работе от сети оно не помешает, насколько точно параметры реальной сети соответствуют модели LISN, неизвестно. С этой точки зрения оправданы и варисторы, которые включают как на входе, так и на выходе фильтра.

Для синфазной помехи тоже наблюдаются резонансные явления в фильтре. На графиках (красный график) показано выходное напряжение фильтра при воздействии на вход синфазной помехи амплитудой 1 В (для линейного и логарифмического масштаба по оси Y). Схема фильтра соответствует приведенной выше, только в нее добавлены два синфазных конденсатора по 3.3 нФ с каждого из выходов фильтра на землю.

Резонансный пик может быть подавлен демпферной цепочкой. Достаточно взять еще один Y-конденсатор, включить с ним последовательно резистор 10 кОм и подключить эту цепочку параллельно одному из синфазных конденсаторов (синий график).

По поводу синфазных помех нужно сделать отступление. До этого рассматривался фильтр, подключенный к трехпроводной сети, которая имеет защитное заземление (PE). Именно к этому заземлению подключаются конденсаторы фильтра синфазной помехи. Но в обычных жилых домах сеть двухпроводная, подключать общий провод фильтра некуда. Да и аудиоаппаратура в большинстве своем имеет двухконтактную сетевую вилку. Но даже если заземление в вилке предусмотрено, в аппаратах обычно имеется переключатель «Ground Lift», с помощью которого можно отключить землю сетевой вилки от общего провода аппарата. Заземлять аудиоаппаратуру чаще всего недопустимо. Образуются земляные петли большой площади, наведенная на этих петлях ЭДС прикладывается к входу. В результате появляется фон сетевой частоты, а в выходном спектре просматривается целый лес ее гармоник. Поэтому даже если в розетке есть контакт PE, он должен подключаться только к синфазным конденсаторам сетевого фильтра, но с корпусом устройства соединяться не должен. И вообще, мне кажется весьма сомнительным, что на проводе PE не наведется та же синфазная помеха, что и на проходящих рядом двух других сетевых проводах. В любом случае, у меня в квартире PE нет, обсуждать его бессмысленно.

Что же делать с синфазными конденсаторами, когда нет PE? Иногда их устанавливают и подключают к корпусу устройства. Недавно столкнулся с таким решением в усилителе Technics SU-V505. С каждого провода сети на корпус там включен конденсатор 2.2 нФ. Аппарат имеет двухконтактную вилку, никакого заземления корпуса не предусмотрено. В результате на корпусе появляется потенциал, в некоторых условиях корпус даже немного бьется током. Это наихудшее решение из возможных.

Лучше не ставить синфазные конденсаторы вообще, как и сделано в большинстве аудиоаппаратуры. Тогда связь сети с корпусом устройства будет только через малые паразитные емкости. Сам корпус тоже имеет какую-то паразитную емкость на землю, а может быть даже заземлен явно через один из источников сигнала (например, телевизор, который обычно заземлен через оплетку антенного кабеля). Но такое заземление не будет вредить аудиосигналу, так как петель не образует. К тому же, ток в земляном проводнике при малой синфазной емкости будет незначительным. Паразитные емкости обеспечат некоторое подавление синфазной помехи (зеленый график выше), хоть и несколько хуже. Но это лучше, чем ничего. И намного лучше, чем потенциал на корпусе.

Сам сетевой трансформатор и блок питания в целом тоже обладают фильтрующими свойствами. Например, дифференциальная помеха хорошо ослабляется конденсаторами фильтра выпрямителя. Синфазная помеха тоже ослабляется, так как паразитные емкости трансформатора образуют делитель. А можно еще принять специальные меры, такие как экранирующая обмотка. На графиках ниже показано подавление на выходе фильтра (зеленый график) и на выходе БП (красный график) для дифференциальной (верхние графики) и синфазной (нижние графики) помехи. Коэффициент трансформации здесь учтен, значения для красных графиков на него умножены.

Надо сказать, что последние результаты являются недостоверными, так как здесь в основном работают паразитные параметры, которые точно промоделировать трудно. Но качественно картина примерно такая.

При наличии сетевого фильтра возникает еще один вопрос. Сам фильтр должен стоять поближе к вводу электричества в аппарат. Но тут возникает вопрос с сетевым выключателем. Часто он расположен далеко от разъема сетевого провода. В данном случае так и есть, выключатель расположен на передней панели. Интуитивно хочется расположить выключатель в схеме поближе к сети (но после предохранителя, конечно), чтобы он обесточивал всю схему. Но тогда выключатель оказывается перед фильтром, провода выключателя будут излучать помехи внутри устройства, нужна их экранировка. Если выключатель поставить после фильтра, тогда компоненты фильтра будут все время под сетевым напряжением, что немного тревожит. Есть еще вариант – разместить выключатель возле фильтра и соединить его с кнопкой на передней панели с помощью механической тяги. Такое встречал в фирменной аппаратуре, и так у меня сделано во всей самодельной аудиоаппаратуре, кроме усилителя мощности. Но в проигрывателе этот вариант не пройдет, так как на пути толкателя отказывается трансформатор. С другой стороны, стандартные сетевые фильтры, встроенные внутрь разъема сетевого провода, как раз и находятся под сетевым напряжением все время. Этот факт склонил меня пойти по такому же пути. Тем более, я всегда выдергиваю все вилки из розеток (кроме холодильника), когда ухожу.

В результате схема первичной цепи выглядит так: сетевой разъем, предохранитель, фильтр, выключатель, пламегаситель, трансформатор. После предохранителя и выключателя можно поставить варистор, только не забыть поместить его в термоусадку (необходимость этой меры тут уже обсуждалась). А вот неотключаемый варистор — это опасная штука. У знакомого был случай, когда электрики что-то накосячили, напряжение в сети поднялось. Приходит домой, в ковре на полу выгорела дырка, сверху дымится обугленный удлинитель со встроенной защитой. Варисторы начали греться, а ток для перегорания предохранителя был еще недостаточный. Чуть квартира не сгорела.

Предохранитель планирую впаять плату, чтобы избежать громоздких держателей. Сгорать он не должен. Подходящие предохранитель и варистор есть с разборок старых плат (я использую большинство деталей с разборок).

Что еще должно быть в фильтре? Часто аудиофилы говорят о постоянной составляющей напряжения сети, и что сетевой фильтр должен ее подавлять. Я не имею статистики измерений параметров сети. Хотя замечал, как мощные трансформаторы, работая при постоянной нагрузке, вдруг начинали гудеть то больше, то меньше. Явно из-за каких-то изменений в сети. Когда даже ненагруженный трансформатор включается в сеть, по его первичной обмотке начинает течь ток намагничивания. Под нагрузкой ток первичной обмотки увеличивается, но ток намагничивания остается прежним (он даже несколько уменьшается из-за падения напряжения на омическом сопротивлении первичной обмотки). Ток намагничивания мал, так как первичная обмотка на сетевой частоте обладает значительным импедансом. Но если добавить в сетевое напряжение постоянную составляющую, то эта добавка создаст дополнительный ток намагничивания. Его величина будет определяться лишь импедансом первичной обмотки на нулевой частоте, т.е. ее омическим сопротивлением. Поэтому даже незначительное постоянное напряжение (порядка сотен милливольт) может значительно увеличить ток намагничивания. В таких условиях есть реальная опасность насыщения магнитопровода со всеми вытекающими последствиями. Откуда взяться постоянной составляющей в сети, которая развязана трансформаторами на подстанциях — это отдельный вопрос. Но вся эта тема актуальна только для мощных трансформаторов с низким сопротивлением первички. А здесь первичка имеет 337 Ом при токе холостого хода около 6.5 мА. Поэтому те сотни мВ постоянки, которые могут быть в сети, погоды не сделают.

Теперь очередь за практической реализацией всего этого.

Синфазный дроссель.Как это работает и где его применяют | Электронные схемы

синфазный дроссель как это работает

синфазный дроссель как это работает

На платах электроники,там где для питания применяют импульсный источник питания,находятся синфазные дроссели,они расположены возле гнезда для провода 220 Вольт.Дроссели могут быть намотаны на ферритовом кольце или ш-образном ферритовом сердечнике.Служат они для подавления синфазных помех,а полезный сигнал,которым может быть дифференциальный сигнал,пропускает.Синфазные помехи в основном появляются со стороны электронного устройства,которые нельзя пропускать в сеть 220В.

У дросселя две обмотки,они имеют провод одинакового диаметра и расстояние между проводами должно быть одинаково.Если на вывод одной обмотки подать синусоиду с положительной полуволной,а на вывод другой обмотки с отрицательной полуволной,то магнитные потоки двух обмоток компенсируют друг друга и сигнал пройдет через дроссель почти без сопротивления.Это дифференциальный сигнал.Но если на обе обмотки подать два сигнала,которые будут одинаковы по фазе,положительная или отрицательная полуволна на двух обмотках сразу,то магнитные потоки суммируются,индуктивность дросселя будет большой и сигналу будет оказано сопротивление.Это синфазный сигнал.

синфазный дроссель на плате телевизора

синфазный дроссель на плате телевизора

Это можно проверить с помощью генератора сигнала и осциллографа.С выхода генератора выходит два синусоидальных сигнала,один из которых сдвинут по фазе на 180 градусов.

Синфазный дроссель.Как это работает и где его применяют

Эти два сигнала,которые находятся в противофазе, поступают на вход дросселя,на два вывода.На выходе дросселя,двух других выводов, можно увидеть,что такому сигналу дроссель не оказал существенного сопротивления.

синфазный дроссель не оказал сопротивление дифференциальному сигналу

синфазный дроссель не оказал сопротивление дифференциальному сигналу

Теперь на вход дросселя подаю две синусоиды,фазы которых совпадают.На выходе дросселя сигнал подавлен.

синфазному сигналу дроссель оказал сопротивление и на выходе дросселя сигнала почти нет

синфазному сигналу дроссель оказал сопротивление и на выходе дросселя сигнала почти нет

Вот такая наглядная работа этого известного дросселя.

Основы противодействия шумам Урок 13: Использование синфазных дроссельных катушек для сигнальных линий

Руководство по фильтрам шумоподавления

В этой статье представлена ​​информация об использовании синфазных дроссельных катушек для сигнальных линий.

1. Функция улучшения перекоса дроссельных катушек синфазного режима

Основная причина, по которой дроссельные катушки синфазного режима используются в сигнальных линиях, состоит в том, чтобы устранить синфазный шум, но поскольку в синфазных дроссельных катушках используется принцип работы трансформатора, можно ожидать, что они обеспечат функцию коррекции перекоса в цепи дифференциальной передачи.В идеале обе линии цепи дифференциальной передачи должны быть сбалансированы, но такие факторы, как несоответствие при изготовлении, могут привести к их несбалансированности. Это может вызвать разрыв между временами прихода сигнала двух линий, что приведет к перекосу передаваемого сигнала (рисунок 1).

В таких случаях установка дроссельной катушки синфазного режима может уменьшить величину перекоса.
На рисунке 2 показано, как дроссельная катушка синфазного режима улучшает характеристики перекоса.

Рисунок 2 Коррекция перекоса с помощью дроссельной катушки синфазного режима

Дроссельная катушка синфазного режима имеет ту же конфигурацию, что и трансформатор, поэтому, когда синхронизация нарастающего и спадающего фронтов двух линий несимметрична, синфазная дроссельная катушка может гарантировать токи уравновешиваются за счет создания наведенной электродвижущей силы на противоположной стороне. Такое поведение является результатом выравнивания синхронизации дифференциальных сигналов, тем самым улучшая характеристики перекоса.

На рис. 3 показаны фактические результаты экспериментальных испытаний.

Рисунок 3 Результаты улучшения перекоса с использованием синфазной дроссельной катушки

После измерения волновых форм дифференциальных линий передачи с сигнальными путями, которые были намеренно сделаны неравными по длине, мы можем видеть, что синхронизация нарастающих и спадающих фронтов DOUT + и DOUT- искажена. когда фильтр (дроссельная катушка синфазного режима) не используется. Добавление DOUT + и DOUT- должно привести к фиксированному значению, когда две линии сбалансированы, но в этом случае есть некоторая степень отклонения, потому что баланс нарушен.

Установка дроссельной катушки синфазного режима выравнивает синхронизацию нарастающего и спадающего фронтов двух линий, поэтому добавление DOUT + и DOUT- дает примерно постоянный уровень, показывая, что характеристики перекоса были улучшены.

2. Эквивалентная схема синфазной дроссельной катушки

«старые руки» — обычное сленговое выражение для этой статьи. И может быть не понят в глобальном масштабе. Я предлагаю альтернативный термин, например, «ветераны отрасли» уже знают об этом, но, поскольку мы иногда получаем вопросы, мы воспользуемся этой возможностью, чтобы объяснить значение черных точек на эквивалентной схеме дроссельной катушки синфазного режима.

На рисунке 4 ниже представлена ​​схема эквивалентной схемы синфазной дроссельной катушки.

Конфигурация в основном такая же, как у трансформатора. На схеме с одной стороны катушки есть две черные точки.
Иногда нас спрашивают, указывают ли эти точки, где начинается обмотка катушки, но на самом деле они не говорят нам, что что-то присутствует в месте расположения точек; скорее, они указывают направленность магнитной связи двух катушек.Структура дроссельной катушки синфазного сигнала была описана в более ранней статье. Чтобы работать как дроссельная катушка синфазного режима, магнитный поток, создаваемый двумя катушками, должен усиливать ток синфазного режима и нейтрализовать ток дифференциального режима.
Следовательно, если направление намотки двух катушек не одинаково, они будут работать противоположным образом.

Рисунок 5 Различная работа из-за другой схемы эквивалентной схемы

Когда черные точки выровнены на одной стороне катушек на эквивалентной диаграмме, как на верхней диаграмме на рисунке 5 выше, магнитная связь функционирует как дроссельная катушка синфазного режима, но когда точки расположены на разных сторонах, как на нижней диаграмме, катушки не работают как дроссельная катушка синфазного режима.
Таким образом, положение черных точек указывает на направленность магнитной связи катушек, и они не говорят нам о наличии чего-либо конкретного на той стороне, где появляются две точки.
Обратите внимание, что первоначальная цель черных точек заключалась в том, чтобы указать полярность напряжения в случае трансформатора.

Автор: Ясухиро Мицуя, подразделение компонентов, Murata Manufacturing Co., Ltd.

Сопутствующие товары

Шумоподавляющие устройства / Фильтры для подавления электромагнитных помех / Устройства защиты от электростатического разряда

Синфазные дроссельные катушки / Синфазные фильтры помех

Статьи по теме

Будьте в курсе!

Получайте электронные письма от Мураты с последними обновлениями на этом сайте.
Информационный бюллетень Murata (электронный информационный бюллетень)

mail_outline

Разница между синфазным дросселем и трансформатором

Синфазный дроссель и трансформатор представляют собой электронные компоненты, изготовленные из индуктивности электромагнитной катушки на исходном материале каркаса трансформатора. Оба они используют принцип «движущийся магнит для генерации электричества, движущийся электрический для генерации магнетизма»

В частности, синфазный дроссель и трансформатор имеют несколько обмоток электромагнитной катушки.Следовательно, синфазный дроссель и трансформатор имеют много общего по конструкции и принципу.

С точки зрения базовой конструкции, нет большой разницы между синфазным дросселем и трансформатором. Однако между синфазными дросселями и трансформаторами есть принципиальные различия, которые заключаются в трех аспектах.

1. Разница между двумя основными ИСПОЛЬЗОВАНИЯМИ заключается в том, что они предназначены для разных основных ИСПОЛЬЗОВАНИЙ.

2. Синфазная дроссельная катушка — электронное устройство, предназначенное для защиты от электромагнитных помех в цепях питания.Фактически, он эквивалентен двойному фильтру, который не только отфильтровывает электромагнитные помехи синфазного режима в цепи источника питания, но также отфильтровывает собственные электромагнитные помехи, чтобы гарантировать, что другие компоненты с той же мощностью цепь питания не будет подвергаться электромагнитным помехам. дроссели в обычном режиме обмениваются только сигналами данных на основе сигналов данных переменного тока и чрезвычайно низкочастотной связи. Трансформатор предназначен для изменения рабочего напряжения в цепи питания.Трансформаторы могут быть на основе переменного тока и переменного тока.

3. Число витков синфазной дроссельной катушки значительно меньше, чем у трансформатора в структуре. Фактически, поскольку их первичное применение принципиально отличается, используется другое сырье. Наиболее существенное различие заключается в том, что исходным материалом сердечника трансформатора обычно является сердечник трансформатора из листовой кремнистой стали, в то время как дроссельная катушка синфазного режима обычно представляет собой ферритовый сердечник.

В этом разница между синфазным дросселем и трансформатором.Надеюсь, вам понравится! Мы производитель индукторов, если вам нужно купить оптом или настроить, пожалуйста, свяжитесь с нами

Контакт для СМИ
Название компании: Getwell Electronic (Huizhou) Co., Ltd
Контактное лицо: Связи со СМИ
Электронная почта: Отправить электронное письмо
Телефон: +86 15976129184
Адрес: Yihe-West Industrial Зона LuoYang Town, BoLuo
Город: HuiZhou
Штат: GuangDong
Страна: Китай
Веб-сайт: https: // www.индукторchina.com/contact-us/

Дифференциальный режим по сравнению с синфазными дросселями

Шум и другие электромагнитные помехи (EMI) могут проходить через электронное оборудование в результате кондуктивного соединения через провода оборудования. Когда этот шум возникает на одной линии, он добавляется к передаваемому сигналу и называется шумом дифференциального режима.

В электрической цепи дроссель используется для устранения шума дифференциального режима, блокируя высокочастотный шум переменного тока (AC), пропуская постоянный ток (DC) или низкочастотный переменный ток.

Дроссели могут быть спроектированы так, чтобы блокировать звуковой или радиошум, в зависимости от частоты помех.

Для удаления постороннего сигнала с кабеля используется индуктор, состоящий из проволоки, намотанной в катушку вокруг сердечника.

Однако, когда нежелательные сигналы возникают в паре проводов, это называется синфазным шумом (CM), и он суммируется с обеими линиями в одном и том же направлении. Это может произойти в кабелях питания оборудования, где CM-шум добавляется к сигнальной и нейтральной линиям, или на подаче и возврате любых двух проводов, которые подключаются к оборудованию, например, сигнального кабеля RS232.

Синфазные дроссели или синфазные индукторы состоят из двух или более катушек изолированного провода на одном магнитном сердечнике. Каждая обмотка включена последовательно с одним из проводников. Это означает, что магнитные поля проводов в совокупности создают высокий импеданс для шумового сигнала. Полезный сигнал может легко проходить через катушку, но шумовая составляющая ослабляется или полностью блокируется из-за высокого реактивного сопротивления катушки индуктивности. В целом дроссель имеет низкое электрическое сопротивление, что позволяет минимизировать потери мощности в процессе.

Поскольку требуемые токи должны быть одинаковыми в каждой катушке, но токи протекают в противоположных направлениях (ток течет по одному проводнику, ток течет по другому проводнику), эти желаемые токи нейтрализуют свое магнитное поле в сердечнике индуктора. Этот эффект подавления позволяет сердечнику иметь относительно очень высокую индуктивность для максимального ослабления шумового сигнала.

Синфазные катушки индуктивности эффективны только тогда, когда требуемые токи равны и противоположны на двух отдельных проводниках, а их реактивное сопротивление действует только на шумовой сигнал.Для фильтрации шума от одного проводника требуется индуктор дифференциального режима.

Применение синфазных катушек индуктивности

Синфазные дроссели или катушки индуктивности используются во многих промышленных, электронных и телекоммуникационных приложениях для устранения или подавления шума и других электромагнитных помех в кабелях питания и сигнальных линиях.

Часто используется в светодиодном освещении, электронном балласте и импульсных источниках питания, синфазные дроссели индуктивности фильтруют и сглаживают выходной сигнал, ослабляя шум, который может вернуться.

на линию электропередачи.Эти дроссели также позволяют легко обеспечить соответствие оборудования стандартам Федеральной комиссии по связи (FCC) и другим нормам.

Для надежной защиты электронного оборудования от сбоев критически важны оптимальное качество, долговечность и надежность синфазных катушек индуктивности. Независимо от того, используются ли они для предотвращения нежелательного шума или защиты от нарушения передачи жизненно важной информации, дроссели общего режима часто являются важными компонентами в медицинском оборудовании, системах сигнализации поездов и в любом приложении, где помехи являются серьезной проблемой.

Применение индукторов дифференциального режима

Дроссели дифференциального режима используются для уменьшения количества относительно высокочастотных переменного тока в цепях с низкочастотным переменным или постоянным током. Их можно использовать по отдельности или сгруппировать вместе с несколькими катушками индуктивности, расположенными в разных местах (чаще всего в линии вывода питания, а также в линии возврата питания источников питания).

Недостатком индукторов дифференциального режима является то, что они должны быть спроектированы так, чтобы они хорошо работали (не насыщались) при полном номинальном желаемом выходном токе, в то же время имея достаточную индуктивность для значительного уменьшения шумового сигнала.2

Дифференциальная катушка индуктивности, которая имеет сравнительно высокую индуктивность и должна работать с большим желаемым током, может быть в десятки или сотни раз больше, чем единица с меньшей индуктивностью или номинальным током.

Двухрежимные синфазные дроссели серии CMF компании Triad

Triad Magnetics разрабатывает и производит долговечные высококачественные магнитные решения для широкого спектра отраслей, от медицины и промышленности до возобновляемых источников энергии и преобразования энергии.

Хотя в настоящее время мы предлагаем более тысячи стандартных продуктов, мы постоянно разрабатываем новые продукты для удовлетворения постоянно меняющихся потребностей наших клиентов, включая наше новейшее предложение — синфазные индукторы серии CMF.

Синфазные индуктивные дроссели серии CMF

Triad на самом деле являются двухрежимными компонентами, поскольку они эффективны в подавлении как обычных, так и дифференциальных шумов.

Комбинируя обе функции в одном компактном блоке, наши дроссели общего режима доступны в вертикальной или горизонтальной конфигурации; эта универсальность особенно полезна, когда при проектировании необходимо учитывать пространство.

Имея номинальное напряжение 300 В переменного тока и индуктивность (L) от 10 мГн до 100 мГн, наши специальные двухрежимные синфазные дроссели доступны с номинальным током от 0,45 до 2,3 А, все с низким сопротивлением постоянному току. Каждый блок может работать в широком диапазоне температур от -40 до 105 ° C.

Независимо от того, выбираете ли вы из наших стандартных предложений надежных катушек индуктивности синфазного сигнала или заказываете нестандартную конструкцию или конструкцию, основанную на требованиях производителя оригинального оборудования (OEM), строгие стандарты качества Triad гарантируют, что вы получите только самый надежный и продолжительный шум компоненты подавления.

Чтобы узнать больше о наших синфазных индукторах серии CMF или обсудить, как они могут помочь в решении конкретных задач, свяжитесь с командой Triad сегодня.

Знакомство с синфазными дросселями

Дроссель — это магнитный индуктор, используемый для блокировки или ограничения нежелательного высокочастотного переменного тока (AC), позволяя проходить желаемому постоянному току более низкой частоты (DC). Дроссель действует как фильтр для шума, создаваемого другими устройствами радиосигнала, инверторами и неэкранированным оборудованием, тем самым уменьшая помехи в электрических и электронных устройствах и системах.

Синфазные дроссели могут фильтровать две или более линии тока одновременно за счет использования одного общего магнитного сердечника. Обычно они доступны в двух классах: радиочастотные (RF) и звуковые (AF) дроссели. Основное различие между ними — это состав сердечника дросселя. В радиочастотных дросселях используется магнитный сердечник из порошкового железа или железных шариков со сложной схемой обмотки катушек для фильтрации шумовых частот, а в высокочастотных дросселях используется твердый сердечник из магнитного железа.

Синфазные дроссели

находят применение в широком спектре промышленных приложений. Они особенно полезны для подавления шума и колебаний тока при работе с большими токами, такими как линии электропитания переменного / постоянного тока и линии видеосигнала. В следующем сообщении в блоге описаны некоторые применения дросселей общего режима и основные соображения, которые следует учитывать при выборе дросселей для конкретного случая использования.

Применение синфазных дросселей

Синфазные дроссели обычно используются для уменьшения или устранения электромагнитных помех (EMI) в промышленных приложениях, где требуется постоянный и надежный ток без прерывания.Типичные электрические и электронные устройства, которые могут использовать синфазные дроссели, включают:

  • Аудио / видео (AV) сигнальное оборудование
  • Конвейеры и подъемники
  • ПРА
  • Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
  • Приводы промышленных инструментов
  • Светодиодные фонари
  • Медицинское оборудование
  • Системы управления нефтью и газом
  • Робототехника
  • Импульсные регуляторы и импульсные источники питания
  • Системы сигнализации для поездов
  • Преобразователи частоты (ЧРП)

Рекомендации по выбору синфазных дросселей

При выборе синфазного дросселя для данного приложения важно учитывать особые требования и ограничения системы, для которой он устанавливается.Синфазные дроссели производятся в широком диапазоне размеров и конструкций, чтобы удовлетворить различные сценарии использования. Как правило, дроссели большего размера способны фильтровать более низкие частоты, чем дроссели меньшего размера, что делает их подходящими для оборудования, которое требует более точной фильтрации шума, например, розеток переменного / постоянного тока.

Три ключевых фактора, которые следует учитывать при выборе штуцера:

  • Импеданс: определяет, сколько шума требует фильтрации
  • Частота : определить частотный диапазон шума, требующего фильтрации
  • Current : установите величину тока, которым должен управлять дроссель

В дополнение к этим соображениям также важно выбрать дроссель, который поддерживает качество сигнала.Идеальный дроссель должен демонстрировать совместимость между его характеристиками импеданса и линией передачи, что практически не влияет на качество сигнала после вставки.

Стандартные дроссели от Triad Magnetics

В Triad Magnetics мы предлагаем широкий выбор стандартных дросселей и индукторов для использования в разнообразных промышленных приложениях. Наши предложения продукции включают:

Дроссели и индукторы на заказ от Triad Magnetics

Наш сертифицированный ISO 9001: 2015 Центр дизайна в США предоставляет комплексные услуги по индивидуальному проектированию, начиная от первоначального проектирования и заканчивая точным прототипированием и всесторонним тестированием.Сотрудничая с нами для удовлетворения своих потребностей в дросселях или индукторах, заказчики могут получить следующие преимущества:

  • Команда высококвалифицированных инженеров, которая может изготовить и модифицировать индивидуальные индукторы и дроссели для любого применения
  • Опыт проектирования с материалами магнитных сердечников, такими как аморфные сплавы, ферриты, железные порошки и слоистые материалы, а также с материалами проводников, такими как магнитная проволока, литц-проволока и медная или алюминиевая фольга
  • Протоколы контроля качества в процессе производства, обеспечивающие соответствие всей нашей продукции самым строгим отраслевым стандартам
  • Всемирная сеть производственных предприятий, обеспечивающих надежную и своевременную поставку высококачественной продукции

Наша команда работает в тесном сотрудничестве с каждым клиентом, чтобы понять индивидуальные механические и электрические требования, создавая идеальное индивидуальное решение для любой задачи дизайна продукта.

Для получения дополнительной информации о наших индукторах и дросселях свяжитесь с нами сегодня. Мы будем рады помочь вам выбрать лучшие продукты для вашего уникального применения.

Как найти правильный синфазный дроссель?

Катушки индуктивности — это пассивные электрические компоненты с двумя выводами, которые накапливают энергию в магнитном поле, когда через них протекает электрический ток. Обычно они состоят из изолированного провода, намотанного в катушку вокруг сердечника.Синфазные дроссели работают как пассивные электронные катушки индуктивности, которые отфильтровывают частоты. Особо исключаются высокие частоты, в то время как низкие частоты допускаются в электронной системе. Обладая такими свойствами, они оказались очень полезными при использовании в электрических трансформаторах .

Дизайн

Синфазные дроссели имеют один магнитный или ферромагнитный сердечник и две обмотки в виде тороидальных катушек индуктивности. Две обмотки идентичны, с той лишь разницей, что они намотаны в противоположных направлениях.Дроссель может быть большим или маленьким, без заданного количества обмоток; но первичная катушка подает ток от сети переменного тока и вторичной обмотки. Это создает баланс, подавляя поток от первичной обмотки. При использовании синфазного тока для различных цепей дроссель блокирует помехи в сети переменного тока.

Почему такое название?

Вы можете спросить, почему дросселирует название «common mode». Причина в том, что дроссели присутствуют как в нейтрали, так и в сети. Теперь, когда вы поняли, что такое дроссель общего режима — его конструкция и работа — позвольте нам помочь вам найти правильный дроссель для вашего приложения.

Поиск правого дросселя

Очень важно найти правильный синфазный дроссель; и для этого вы должны знать уровень подавления, необходимый для синфазного шума. один из методов достижения максимальной эффективности — выбор самой низкой частоты для подавления синфазного шума. Чтобы противостоять шуму, не влияя на сигнал, на нежелательных частотах применяется высокий импеданс. Нежелательные шумы устраняются при равном подавлении сигнала в режиме общего дросселя.

Лучший дроссель, используемый для фильтрации нежелательных токов электромагнитных помех, не вызывая ухудшения сигнала, хорошо работает с фильтрацией нежелательных частот в линиях электропередач. Синфазные дроссели также могут использоваться для создания радиочастотных помех в сетях, в которых не используется неэкранированная витая пара. Общий эффект — нулевой импеданс, который образуется в результате коротких сигналов на потенциал земли.

Почему чудо-электроника?

Если вы решили купить дроссели синфазного тока для своего приложения, вы можете сделать это в Miracle Electronics.Мы являемся лучшими производителями индукторов и трансформаторов в Индии , которые предлагают дроссели в синфазном и дифференциальном режимах. В то время как синфазные дроссели эффективны для фильтрации питающих и обратных проводов синфазными сигналами одинаковой амплитуды, индукторы дифференциального режима помогают фильтровать сигналы, не совпадающие по фазе, или сигналы с неравномерной амплитудой. Дроссели синфазного сигнала в виде индукторов Miracle Electronics предназначены для обеспечения наивысшего сопротивления синфазного сигнала в самом широком диапазоне частот. Они более эффективны при производстве необходимых индуктивностей.И все представленные здесь катушки индуктивности соответствуют требованиям RoHS и REACH. Итак, убедитесь, что у вас есть все трансформаторы и катушки индуктивности.

Безопасность при работе с трансформаторами Различные методы тестирования печатных плат

ИНДУКТОРЫ ПОДАВЛЕНИЯ ЭМИНИИ ВЫСОКОГО ТОКА ОБЩЕГО РЕЖИМА

УСТАНОВКА НА ПОВЕРХНОСТИ
В устройствах для поверхностного монтажа PICO используются материалы и методы, позволяющие выдерживать экстремальные температуры паровой фазы I.R., и другие процедуры оплавления без ухудшения электрических или механических характеристик.

Технические характеристики

  • Все агрегаты изготовлены по Mil-PRF-27, класс 5, класс S.
  • Диэлектрическая прочность … 1500 В среднекв.
  • Сбалансированные обмотки ± 1%
  • Максимальное повышение температуры окружающей среды и температуры: не более 130 ° C
  • Допуск индуктивности: ± 20%.
  • Уровень чувствительности к влаге: MSL3
  • Клеммы
  • : Соответствует пайке в соответствии с MIL-STD-202, метод 208.

Сильноточные и компактные промышленные устройства Pico хорошо подходят для использования в сильноточных источниках питания постоянного и переменного тока, источниках питания переменного и постоянного тока и другом типе электрического оборудования, где требуется устранение синфазных помех. Синфазный шум — это шум, который генерируется в линиях электропередач из-за переключения полевых МОП-транзисторов, тиристоров и т.п. Эти индукторы значительно снижают шум, возвращаемый в систему.

Индуктивность
(каждая обмотка)

I RMS (А)

RDC
(МОм)
Каждый WDG

Типичная утечка
Индуктивность
(Micro-Henry)

Размер

Модель
Номер

Цены
1-9
(долл. США)

Темп.Подъем
60ºC

Темп. Подъем
40ºC

Темп. Подъем
25º C

25 Микро-Генри

12,86
18,68
27,35

10,08
14,64
21,44

7,60
11,04
16,17

2.0
1,38
0,0921

1
2
3

HCM1250
HCM2250
HCM3250

46,20
46,20
50,79

50 Микро-Генри

9,09
15,25
25,62

7,13
11,96
20,08

5,37
9.02
15,15

4,0
2,07
1,05

<5
<5
<5

1
2
3

HCM1500
HCM2500
HCM3500

46,20
46,20
50,79

100 Микро-Генри

9,09
18,68
30,31

7.13
14,64
23,76

5,37
11,04
17,92

4,0
1,38
0,75

<5
<5
<5

1
2
3

HCM1101
HCM2101
HCM3101

46,20
46,20
50,79

150 Микро-Генри

10.33
9,40
12,12

8,10
8,81
13,72

6,11
5,56
10,35

3,1
5,45
2,25

<5
<5
<5

1
2
3

HCM1151
HCM2151
HCM3151

46,20
46,20
50,79

200 Микро-Генри

9.09
15,25
13,55

7,13
11,96
10,63

5,37
9,02
8,01

4,0
2,07
3,75

<5
<5
<5

1
2
3

HCM1201
HCM2201
HCM2301

46,20
46,20
50,79

400 Микро-Генри

7.42
18,68
19,56

5,82
14,64
15,34

4,39
11,04
11,57

6,0
1,38
1,8

<5
<5
<5

1
2
3

HCM1401
HCM2401
HCM3401

46,20
46,20
50,79

Размер

Макс.Высота

А

Б

К

Д

E

1

,305
(7,75)

,450
(11,43)

,300
(7.62)

0,025
(0,64)

0,020
(0,51)

,570
(14,48)

2

,360
(9,14)

,550
(13,97)

. 400
(10,16)

0,025
(0,64)

0,025
(0.64)

. 670
(17.02)

3

,440
(11,18)

. 650
(16,51)

. 500
(12,70)

0,030
(0,70)

0,025
(0,64)

,770
(19,56)

Единицы измерения — дюймы.() = миллиметры

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ
СЕРИЯ PICO HCM РАЗМЕР 1

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ
СЕРИЯ PICO HCM РАЗМЕР 2

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РАЗМЕРЫ ЗЕМЛЯ
СЕРИЯ PICO HCM РАЗМЕР 3

Инструкции по заказу: Нет минимума.
Нетто 30 дней F.O.B. Пелхэм, штат Нью-Йорк

Поставка — запас до одной недели для образцов заказов.

  • Минимально возможный размер
  • Работа при 130º C (Окружающая среда плюс повышение температуры)
  • Баланс обмоток ± 1%
  • Электрическая прочность … 1500 Вольт RMS

Это типовая схема для устранения шума EMI.Он состоит из синфазного и дифференциального шумоподавляющих фильтров.


PICO Electronics, Inc.

143 Sparks Ave. Pelham, NY 10803-1810
Тел .: 914-738-1400 или факс: 914-738-8225

Вернуться к выбору трансформаторов и индукторов поверхностного монтажа

Выбор синфазного дросселя | Блог

Марк Харрис

| & nbsp Создано: 1 ноября 2021 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 2 ноября 2021 г.

Шум в линиях электропитания может быть серьезной головной болью, отрицательно сказываясь на производительности устройств, вызывая проблемы с надежностью и приводя к неожиданному поведению системы.При проектировании электрического устройства проектировщику необходимо рассмотреть два вопроса.

  • Как будет себя вести мое устройство, если на входном блоке питания будет повышенный шум?
  • Может ли мое устройство создавать шум, который может влиять на другие устройства, использующие тот же источник питания?

Что такое синфазный шум?

Синфазный шум на источниках питания, поступающих в устройство, обычно вызван большими токами разряда, подаваемыми на длинные провода, наличием нежелательных радиочастотных излучений или переключающими устройствами, такими как инверторы и двигатели, подключенные к источнику питания.Само устройство также может создавать синфазный шум из-за коммутации компонентов и неэкранированных цепей. Синфазный шум, генерируемый линиями электропередач, является особенно важной проблемой при проектировании импульсных источников питания. Управление этими выбросами имеет решающее значение для защиты устройств, подключенных к таким источникам энергии, и для выполнения нормативных требований.

Как можно заблокировать синфазный шум?

Проблема с электромагнитными помехами и переходными процессами переключения заключается в том, что они одинаково влияют на все линии электропередачи, входящие и выходящие из устройства, и на них не влияет дифференциальное экранирование или фильтрация.Если в источнике питания присутствует синфазный шум, синфазный дроссель может использовать колебания напряжения для создания противоположных магнитных полей, сосредоточенных в сердечнике, которые нейтрализуют друг друга и рассеивают энергию в виде тепла. Это достигается за счет наматывания линий электропередач на общую жилу.

Дискретные катушки индуктивности и конденсаторы могут использоваться для реализации входного фильтра нижних частот вместо синфазного дросселя. Хотя они сами по себе потенциально являются недорогим решением, может потребоваться наличие магнитных зон или экранов основного трансформатора для блокировки синфазных токов внутри трансформатора из-за паразитной емкости между первичной и вторичной обмотками.Это увеличивает стоимость и сложность, а также может снизить надежность.

Альтернативным решением является использование синфазного дросселя, который, по сути, также действует как электрический фильтр, блокирующий высокочастотный шум, общий для двух или более линий электропередач, позволяя при этом проходить желаемой составляющей постоянного тока в линии. Чаще всего синфазные дроссели используются для фильтрации кондуктивных переключений и радиочастотных шумов, создаваемых импульсными источниками питания.

Дроссель состоит из двух одинаковых обмоток вокруг общего сердечника, при этом ток в каждой обмотке течет в противоположном направлении.Если обмотки используются для линий источника питания, ток, протекающий в обоих, будет одинаковым. Эти две линии будут создавать равный и противоположный магнитный поток в общем сердечнике, который нейтрализует друг друга, создавая, теоретически, нулевой чистый магнитный поток в сердечнике. Это означает, что магнитный поток внутри сердечника не будет зависеть от тока, протекающего по линиям электропередач, и поэтому не будет ограничиваться насыщением сердечника. Источник питания постоянного тока фактически обнаружит пренебрежимо малую индуктивность или импеданс.Однако токи высокочастотного шума будут иметь высокий импеданс из-за общей индуктивности обмоток и, следовательно, будут ослаблены. Дроссели по своей природе являются значительно более надежными компонентами, чем конденсаторы

.

Выбор правильного штуцера

Проще говоря, дроссель — это магнитный индуктор, используемый для блокировки или ограничения нежелательных высокочастотных сигналов, позволяя при этом беспрепятственно проходить постоянному току. При выборе дросселя, подходящего для вашего случая применения, необходимо учитывать три фактора.Какое шумоподавление требуется? Это определяет импеданс. Какая частота нижнего диапазона шума? Это определяет частотный диапазон. Какой ток должен выдерживать дроссель?

Хорошее практическое правило состоит в том, что чем ниже частота, которую требуется фильтровать дросселем, тем физически он должен быть больше. В зависимости от основных характеристик дросселя компоненты могут быть в виде традиционных катушек с проводом в сквозных отверстиях и герметизированных компонентов или в корпусах для поверхностного монтажа.Доступны варианты поверхностного монтажа, которые идеально подходят для простой конструкции платы, которые специально разработаны для устранения синфазных помех, проводимых в линии переменного тока в широком диапазоне частот, с изоляцией до 1500 В и выдерживанием до 15 А. Это делает их идеально подходит для импульсных источников питания.

Синфазные дроссели обычно бывают двух разных типов: RF (радиочастота) и AF (звуковая частота). Основное различие между ними заключается в материале, из которого изготовлен сердечник дросселя.В радиочастотных дросселях используется сердечник из порошкового железа или железа, а в радиочастотных дросселях используется твердый сердечник из магнитного железа. Твердые ферритовые сердечники обычно имеют более высокую плотность потока насыщения и более высокий номинальный ток, чем сердечники из порошкового железа. Какой из них вам нужен, будет зависеть от частоты нижнего диапазона шума, хотя для источников питания постоянного тока обычно предпочтительны дроссели AF.

Если вы не уверены в реальных характеристиках фильтрации, которые вам нужны, хорошее практическое правило — выбрать самый большой дроссель, который физически соответствует доступному пространству на плате, чтобы получить максимально возможное сопротивление дросселирования и, следовательно, максимальное подавление синфазных помех. шум.

Ферритовые тороидальные сердечники

обладают наиболее эффективной формой сердечника с максимальной магнитной связью между обмотками и минимальной индуктивностью рассеяния. Однако материал сердечника, большое количество обмоток и пластиковая монтажная основа делают их более дорогим вариантом. Их максимальное номинальное напряжение также ограничено изоляцией между обмотками, обычно ниже 1500 В. Ферритовые сердечники «E» или «U» обеспечивают лучшую изоляцию между обмотками до 3000 В.

Пределы технических данных для дросселя обычно регулируются допустимыми пределами нагрева компонентов.Если дроссель будет подвергаться значительным уровням синфазного шума, не забудьте принять во внимание управление температурным режимом в процессе проектирования.

Ограничение заслонки

Производительность любого дросселя зависит от эффектов насыщения сердечника. Если на подушку подается шум со значительным пиковым током или высоковольтный, высокоэнергетический синфазный импульс, то сердечник может насыщаться, и импульсное напряжение пройдет. Способность дросселя выдерживать нагрузку будет зависеть от его максимального номинального тока и характера любого скачка напряжения.Если рассматриваемое устройство будет подвергаться таким скачкам, то в дополнение к синфазному дросселю следует разработать отдельную защиту от перенапряжения.

Хотите узнать больше о том, как Altium Designer® может помочь вам в разработке вашей следующей печатной платы? Поговорите со специалистом Altium.

.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *