סווג יישומים ובחר סליל מוד משותף

אחת הצורות הנפוצות ביותר של רכיבים מגנטיים היא השראות, אשר יש לה ערך השראות מסוים ולכן האימפדנס שלה גדל עם עליית התדר. לבדה, ניתן לראות זאת כמסנן תדר גבוה מסדר ראשון; כאשר האובייקט שאנחנו רוצים לסנן משתנה ממסלול זרם בודד (לולאה או מעגל חשמלי) לשניים או יותר, יש צורך להציב לפחות סליל אחד על כל מסלול כדי להשיג את אותו אפקט סינון בתדר גבוה – ניתן לתכנן זאת בקלות ובאופן יצירתי ברכיבים מגנטיים מעשיים, וזהו ה-Common Mode Choke שאנו מדברים עליו כאן. למה? מכיוון שכשישנם מספר מסלולים (למשל שניים כפי שנפוץ ביותר), הזרם הזורם באותו הכיוון יוצר שטף מגנטי שניתן לשתף עם מסלול הזרם השני, וכך כאילו מקבלים אימפדנס נוסף, הנקרא גם (מגנטית) צימוד. לכן, על ידי הקפה של שני סלילים מצומדים זה לזה סביב ליבה מגנטית, ניתן להשיג אפקט סינון טוב יותר מאשר שימוש בשני סלילים נפרדים.

האמור לעיל מציג את המאפיינים הפונקציונליים הבסיסיים של סלילי מצב משותף, דהיינו סינון. לכן, ראשית כל, יש להבחין בין שנאים לבין סלילי מצב משותף הדורשים גם פעולת צימוד, מכיוון שסינון מדכא (או סופג) רעש על הקו. מכיוון העירור, מדובר במצב משותף, אך שנאים מעבירים זרם עירור מתח המייצג הספק, שהוא מצב דיפרנציאלי. לכן, בדומה לחיבור קבלי בטיחות, סלילי מצב משותף צריכים להיות בחיבור Y (דרך מעגל הארקה או מעגל הארקה ייחוס), בעוד ששנאים צריכים להיות בחיבור X (על פני מעגלי הקלט והפלט). שנית, הערכה ומדידה של אפקט הסינון במצב משותף עצמם דורשים שימוש במעגלי עזר נוספים. עם זאת, בבדיקות EMC (תאימות אלקטרומגנטית) בפועל, לעתים קרובות בודקים רק את אות המקלט (LISN - Linear Impedance Stabilization Network) הנגרם על ידי שילוב של מצב דיפרנציאלי ומוד משותף כדי לקבוע האם הוא עומד בתקנים הרגולטוריים המתאימים (כגון אישור CE). לכן, קשה למצוא תשובה לתפקיד של השראות אופן משותף בספר המפרט, וזו גם הסיבה שמהנדסים מסתמכים לעתים קרובות על ניסיון כדי לבצע תחזיות סימולציה בעת בחירת מודלים. לבסוף, קוראים קשובים יגלו שסלילים אופן משותף נקראים סלילים, אך הם אינם שונים מסלילים להספק. הם אינם מתחשבים בזרם רוויה או באגירת אנרגיה, ושמם האנגלי מסתיים ב-choke. לכן, המשמעות הבסיסית שלהם עדיין choke. כפי שנדון בהמשך, דווקא בגלל אפקט החנק שלהם הם יכולים להשיג סינון, ולכן קריאתם סלילי choke אופן משותף תואמת יותר את העיקרון שלהם.

בסימן הבא נלמד על עקרונות המבנה הבסיסיים, סיווגי היישום והבחירה הקשורה למשרנים אינדוקטיביים במולך משותף, בתקווה שזה ישפר את תפקודכם כמהנדסים. כמו כן, אם יש לכם שאלות או רצון לדון בהיכרות הרלוונטית, אנא פנו אלינו. צוות ההנדסה שלנו יספק לכם סיוע מרבי ככל האפשר מנקודת מבט של רכיבים ויישומים.

א. צימוד שדה מגנטי

כפי שמוצג בציור 1, הסליל המחומם A יפזר שדה מגנטי במרחב הקרוב למעגל הזרם שלו (כאן הסליל), ומיוצג על ידי השטף המגנטי Фa (או →Ba) )הצפיפות המגנטית, סיווג היישום והבחירה של משרנות מולך משותפת(. עוצמת השדה המגנטי תלויה בגודל הזרם, מספר הلفائف של הסליל, השטח היעיל של החתך הרוחבי, וכן אם קיים ליבה מגנטית. השטף המגנטי שבמרכז הסליל ניתן להבעה מקורבת באופן הבא:

בינהם, אם יש ליבה מגנטית במרכז הסליל, התכונה המגנטית שלו הגדולה יותר שהיא, האורך המתאים של המעגל המגנטי יהיה הקצר יותר הוא, השטף המגנטי יהיה בהכרח גדול יותר. זוהי צורת שדה מגנטי סטנדרטית והתפלגותו במרחב. ראוי לציין שהתפלגות השטף המגנטי אינה תלויה בשינוי הזרם ויש זהות ביחס אליה. מהותה נגזרת מחוק גאוס של השדה המגנטי במשוואות האלקטרומגנטיות של מקסוול.

איור 1 התפלגות השדה המגנטי במרחב של סלילים מוזנים A ו-B

כאשר סליל נוסף B במרחב מתקרב לסליל A המאוזן ביחס מרחבי מסוים (כפי שמוצג באיור 1), שטף מגנטי החלקי שמתפזר על ידי סליל A יעבור בהכרח דרך סליל B, ויצור קשר משותף. לפי חוק אמפר, כאשר השטף המגנטי בתוך הלולאה שמקיפה את סליל B משתנה, ייווצר כוח אלקטרו מניע מושרה, או מתח חשמלי מושרה, בתוך לולאת הסליל B. ניתן לחזות שאם סליל B הוא סליל מוליך פתוח, לא תיווצר זרם לולאי, אלא רק מתח מושרה שנוצר בקצות סליל B. מאחר שאין זרם במולך שלו, לא ייווצר באופן טבעי שדה מגנטי מרחבית מתאים; עם זאת, אם סליל B הוא לולאה סגורה, בוודאות ייווצר זרם לולאי, כלומר זרם מושרה. באותו הזמן, מאחר שיש זרם מושרה, הוא יוצר התפלגות של שדה מגנטי בכיוון הפוך. לפי היחס המרחבי בין סליל B לסליל A, סליל A ישתף בהכרח את שטף המגנטי שמתפזר מתוך סליל B. אז מה יהיה התוצאה הסופית של ההשראה ההדדית הזו? בבירור, אם בסליל A יש רק זרם קבוע, סליל B לא ירגיש כל שינוי בשטף המגנטי שהוא משתף ביחס קבוע. לכן רק כאשר נוצר זרם משתנה בסליל A (למשל זרם חילופין) יכולה להתרחש השראה הדדית. במקרה של יחסים אחד-לאחד (רק בחינה של מצב שבו סליל אחד מזווג לסPooling אחר), לזרם המושרה יש תמיד השפעה נגדית לשינוי בשטף המגנטי. לפיכך, ההשפעה של סליל B המתאימה על סליל A פשוט מבטלת את שינוי השטף המגנטי שמשותף על ידי סליל A לסליל B. השטף המגנטי המשותף לשניהם יבטל זה את זה במונחי שינוי.

הצמדת שדה מגנטי במיקום קבוע (שונה מהירחא של מנועים חשמליים או גנרטורים) מתארת את האינטראקציה בין סלילים שונים עקב זורם מגנטי משותף בתנאי זרם חילופין. כמשדר תדר לסיוע בהמרת הספק או בדידוי אותות, או כסליל אינדוקטיבי למגנוט טיפוסי לצורך פיזור זרם, מדובר במקרה של צמדת שדה מגנטי. בעת עיצובו או ייצורו של סליל אינדוקטיבי למגנוט טיפוסי, יש שאלה אחת שאי אפשר להימנע מלהתחשב בה: אילו פרמטרים חייבים שני הסלילים לעמוד בדרישות? או, מעבר לזרם ולSelf-inductance (אינדוקטיביות חד-צדדית), אילו דרישות חיוניות על מנת להתחשב בקשר שבין השניים? דרישה נפוצה לפרמטר היא שהשגיאה בחושים בשני הצדדים תהיה קטנה במידה מספקת, או לפעמים שהמקדם הצימודי יגיע לרמה גבוהה (כגון 98%). הסיבה לכך היא שכשמדובר בסליל אינדוקטיבי למגנוט טיפוסי מסוג פיזור זרם, אם האינדוקטיביות הפסולת גדולה מדי, זה יחולל השפעה משמעותית על האות הדיפרנציאלי, בין אם על ידי יצירת אימפדנס דיפרנציאלי מיותר (כתוצאה מפיחות האות או הפחתת רוחב הפס הדיפרנציאלי), ובין אם על ידי גרימת הרוויה בליב המגנטי ומשפיע על עיכוב רעש הטיפוסי. לכן, חשוב לשלוט על מקדם הצימוד של שדה המגנטי.

כאשר צימוד שדה מגנטי מתרחש בין שני סלילים דרך תווך צימוד (ליבת מגנטית) עם חדירות מגנטית אחידה, השטף המגנטי שנקבע ומשותף לסליל A לסליל B הוא ‏, להפך, זה שווה ל . אז, מאחר שהשטף המגנטי המשותף (צימוד שדה מגנטי) מתאים לאינדוקציה הדדית, ניתן להגדיר זאת כמיון יישומים ובבחירת אינדוקטיביות של מצב משותף ומיון היישומים ובבחירת אינדוקטיביות של מצב משותף, בהתאמה ו  : 

השטף המגנטי הכולל המשותף בקצה הסליל האינדוקטיבי ידוע גם בתור קווי שטף (קווי שטף, ), אשר ניתן לייצוגו על ידי היחסים בין הצפיפות של השטף המגנטי והווקטור המגנטי מיקום:

המיקום הווקטורי המגנטי שמסופק על ידי סליל A בכל נקודה על סליל B הוא (במקרה הממוצע של מיון היישומים ובבחירה עם מרחק בין מרכזיים של אינדוקטיביות במצב משותף):

הצימוד המגנטי בין סליל A לסליל B מתקבל באופן הבא:

לכן, האינדוקציה ההדדית הפועלת על סליל A על ידי סליל B הן כדלקמן:

אותו עיקרון ניתן להחיל כדי להשיג הביטוי עבור ה-:

כאמור מקודם, צימוד שדה מגנטי מתרחש בין שני סלילים דרך תווך מצמד (ליבת פליז) עם חדירות מגנטית אחידה. לכן , בבירור:

ההסבר שלעיל מצביע על כך ששני סלילים הלופפים על אותה ליבה מגנטית הם בעלי אינדוקציה הדדית זהה, שמסומנת על ידי M. תהליך ההוכחה המפורט לעיל יכול להתייחס לנוסחת ניומן. כעת, בהנחה שהשטף המגנטי הכולל של סליל A הוא החלק המשותף היחס של , כלומר . באופן דומה, מקדם השיתוף של הסליל B הוא , יהיה:

לכן, היחס בין האינדוקציה ההדדית בין שני סלילים לאינדוקציות העצמאיות שלהם ניתן לחישוב על פי המשוואה לעיל:

לעיל הוא מקור מקדם הצימוד השיקופי k: האינדוקטיביות המשותפת במציאות יכולה להיקבע על ידי מדידת ערכי האינדוקטיביות של שני סיבובים בנפרד (הסיבוב השני נשאר במצב פתוח), וכן את האינדוקטיביות המפוזרת (הסיבוב השני נשאר במצב סגור), והערכים המתאימים לאינדוקטיביות הדדית ומקדם הצימוד k. במיוחד, עבור אינדוקטור שיקופי סימטרי מאוד שנכרך על ליבת פריט מגנטי עם מוליכות גבוהה (כגון חוגמת פריט MnZn), ערכי האינדוקטיביות של שני הסיבובים יהיו קרובים מאוד, וגודל האינדוקטיביות המפוזרת יהיה קרוב אל . ניתן לראות כי ככל שמקדם הצימוד גבוה יותר, כך האינדוקטיביות הדליפתית נמוכה יותר.

ב. יישום של סליל מוד משותף

כפי שהוזכר בהתחלה של מאמר זה, סליל מוד משותף אינו אלא סליל המחובר בו-זמנית בין שני מעגלי זרם. תפקידו הוא לאפשרавר או להפחית רעש מוד משותף אשר עשוי להתקיים על שני מעגלי הזרם. עם זאת, שני מעגלי זרם מקבילים אלה אינם מוגבלים למקרה של היווצרות מעגל דיפרנציאלי, כגון החוטים L ו-N במערכת חשמל, או החוטים D+ ו-D- ביציאת קו הנתונים. בשל היווצרות רעש מוד משותף, ייתכן שיהיה צורך suppression רעש מוד משותף בין קווי תקשורת המשותפים אותו אדמה.

כדי לקבוע את יישום האינדוקטיביות של המוד משותף, יש להבין תחילה כיצד נוצר רעש מוד משותף: כפי שמוצג ב-איור 2 (עיצוב הפניה לספק כוח מתחלף של Infineon мощностью 60 וואט: DEMO_5QSAG_60W1), הכניסה היא כניסה של חשמל ראשי ברמה של 85~300VAC, והחיווט L, N ביציאת הכוח יוצר אדמה משותפת עם האדמה הרפרנטית. למעשה, קיים גם dây אדמה ירוק המחובר לאדמה הרפרנטית הזו וכן לאדמה הפיזיקלית. כעת, החוטים L ו-N יוצרים מעגל כוח ומחוברים לצד הראשוני של מעבר ה-flyback הזה. טרנזיסטור Q11 שמשמש כמפסק כוח ראשי מיוצר באמצעות טרנזיסטור MOSIPA80R600P7 בעל ממשק סופר גשר של 800 וולט, עם הגבלה מרבית של Rds(on) בגובה 600 מיליאוהם. כדי להגביל את פיזור החום, מקובל לצרף תווך פיזור חום (שיני אלומיניום) לקליפה שלו, מה שמעמיס על הקיבול הזנחי של הסיכת מתח גבוה שלו לאדמה, יוצר צימוד קיבולי, ומצמד את מתח הכניסה הגבוה בתדר גבוה ויוצר פוטנציאל בעל תכונות רעש. החוטים L ו-N ביציאת הכניסה גם הם מקבלים את הפוטנציאל הזה דרך האדמה הרפרנטית, וכך נוצרת מקור רעש של מוד משותף. ראוי לציין כי הצימוד הקיבולי, כמקור עיקרי לרעש מוד משותף מולו ניצבת בדיקת EMC, קיים באופן נפוץ במקורות כוח שונים בעלי AC-DC כצורתם העיקרית ובמבנים טופולוגיים שונים. באותו הזמן, קיימים בפועל גם מעגלי זרם קטנים רבים בצד הראשוני והשניוני של المحولات, וכל מעגל זרם קטן מוסיף לזרם הרעש בצימוד אינדוקטיבי, מה שמביא גם כן לרעש מוד משותף או מוד דיפרנציאלי שקשה לחזות. לכן, זה יוצר אי ודאות רבה מבחינת תיקון EMC, וזהו גם הסיבה שבגינה עדיין לא ניתן לסמוך על תוכנת סימולציה לביצוע סימולציית תאימות אלקטרומגנטית.

איור 2 דוגמה למרכיבי אסטרטגיה מתאימים של EMI (Infineon DEMO_5QSAG_60W1)

כדי להעריך את גודל רעש המשותף, בדרך כלל יש צורך להניח את הקיבול הזדוני במעגל רעש המשותף, אשר בדרך כלל נעה ברמת עשרות פיקו-פאראד. בדוגמה המוצגת באיור 2, בהנחה של קיבול זדוני של 20pF, כאשר מתח הכניסה הוא 230Vac והתדר הלכסון של צינור הליכswitch הראשי הוא 200KHz, סך רוחב הפלטס במעבר לכיבוי ולחילופים הוא 1 µs והעולים והיורדים הם 0.2 µs כל אחד. המתח המקסימלי בכניסה הוא , מחזור העבודה של מתח הכניסה החילופי דרך המפסק הוא . התדר הפינה הראשון בפיזור צפיפות הספקטרום הוא:

המתח המתאים לקדקוד הראשון (הרמוניה ראשונה הרמוניה ראשונה) בפיזור צפיפות הספקטרום הוא:

בעירור עם רעש מצב משותף, מבלי לחבר אינדקטור מצב משותף, ניתן להעריך את הזרם המקסימלי של המצב המשותף על ידי התעלמות מה impednce שקול סדרתי (כגון התנגדות החוט, השראות פארזיטית וכו'), כפי שמוצג ב- Fig.3. כאשר מחוברים ל-LISN (רשת סטביליזציה אימפדנס ליניארית), גודל הזרם במצב המשותף יהיה:

לכן, מתח הרעש במצב המשותף שנקלט על ידי מכשיר הבדיקה (מנתח ספקטרום) ביציאה של LISN יהיה:

למרות שהתוצאה המדויקת שנמדדת על ידי מכשיר הבדיקה היא:

כלומר, האמפליטודות של רעש המצב המשותף ורעש המצב הדיפרנציאלי חופפות אחת על השנייה, אך בבירור, כל עוד מצמצמים את המצב המשותף, התוצאות הסופיות של הבדיקה משתפרות. לכן, לדוגמה, בתקן EMC EN55022 ליישומים קונבנציונליים בתקשורת ובתעשייה, האמפליטודה QP חייבת להיות נמוכה יותר מ- בטווח של 150 קילוהרץ עד 500 קילוהרץ. לכן, המקסימום הפחתת רעש של מצב משותף חייבת להתבצע כאן. לדוגמה, בהינתן מטרה של הפחתה של -20dB, ניתן לחשב באופן פשוט שה impedans העיקרי במעגל מצב המשותף הוא ה-impedans של הקיבול הזائد, אשר עומד על כ-25KΩ. כפי שמוצג בתרשים 4, ה-impedans הנדרש במצב המשותף הוא בערך 250KΩ, שניתן להמיר אותו לסליל סינון מצב משותף של 125mH.

תרשים 3 תרשים עקרוני של מבחן מוליכות במבחני EMC (תרשים מעגל של רעש מצב משותף ואות מצב דיפרנציאלי)

תרשים 4 הקשר בין מעגלי אובדן החדרה של הסינון (משמאל) לבין משרעת ההפחתה המתאימה והעכבות של הסינון (מימין)

помתה דחאל תילוותה לש תוריפ לעמיו םימעפבש ,תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב רתויו תועבט תודוסיב הנניא תוריפ לעמיו .USB 3.0 ,HDMI ,LAN איהשכ ,םימעפבו תולאש תוחוקל תודוסיב ,תוריפ לעמיו לש תודוסי תונוש תוצקבשכ לדוגמ תינכות תודוסיב וא תוריפ לעמיו לש תודוסי תונוש תוצקבשכ ,CAN BUS ,SPI וא RS232, RS485 איהשכ לדוגמ LVDS תודוסיב .תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תודוסיב תוריפ לעמיו לש תודוסי תונושב תולאש תוחוקל תוד......

כפי שמוצג באיור 5, קווי אותות במהירות גבוהה משתמשים בדרך כלל בהעברה דיפרנציאלית כדי להעביר אותות. ישנם נגדים, קבלים תועים ומסלנים מבוזרים על קווי האות. כבלי זוג שזור יכולים להפחית ביעילות קבלים תועים אך אינם יכולים להסיר סלילים מבוזרים. לכן, יש השראות קלט דיפרנציאלית בקצה המקבל, וזרם הצימוד על הקו ייצור רעש בדיאגרמת האות. רעשים אלה מפוזרים כמעט באופן שווה בשני קצוות המקלט בהתבסס על הסימטריה של קו ההעברה. כעת, לאחר שממוקם משרן במצב משותף במיקום הקלט של המקלט, כמות הרעש הכמעט שווה תבוטל באמצעות צימוד הסליל של המשרן במצב משותף, מה שמפחית מאוד את רעש הצימוד. כלומר, אפקט פיצוי הזרם מפחית את רעש הקלט במקלט.

איור 6 תהליך ההפצה של אותות דיפרנציאליים לאורך קו ההעברה מהצד המשדר לצד המקלט (משמאל) והשדרוג הנובע מהשימוש בסליל מוד כפלי בצד המקלט (מימין)

בתרשים העין של האות, כפי שמוצג בתרשים 6, על ידי הפחתת הפסדי החדרה הנובעים מהשראות הזורית של הקו, יופץ יחס האות לרעש, מה שחשוב למקטעי תקשורת ארוכים יותר או לקווי אות במהירות גבוהה. באופן כללי, קו התקשורת המשמשים ביציאות האות שצוינו לעיל הם בדרך כלל קווי תמסורת באימפדנס של 90~120 Ω. בהתאם לדרישות ספציפיות של רוחב פס של האות, נבחרים בשימוש 일반ית אינדוקטורים דיפרנציאליים עם מקדם טווח של 1 עד 10 כדי לאפשר הספקה של כ 6dB- ועד 20dB- לדיכוי רכיב דיפרנציאלי. זה דומה ליישום של ספקי הכוח שצוינו קודם, תלוי בגודל האימפדנס של מעגל הרעש הדיפרנציאלי. כמובן, ככל שהתדירות גדלה (בהתאם לדרישות של תקשורת אות במהירות גבוהה), האימפדנס הדיפרנציאלי של המערכת קטן, והוספת יתר של השראות תצמצם את רוחב פס המסנן. לכן יש לוודא שהשראות שנבחרו תואמות את דרישות התקשורת של האותות במהירות הגבוהה.

תרשים 6: תרשים סכמטי של ת_quality האות המושפעת מאובדן חיבור על קווי העברה דיפרנציאליים

ג. הנזק של רעשẾ מצב

אז מהו הבעיה עם רעש מצב משותף? למה לעתים קרובות יש צורך להתמקד בכיבוי רעש מצב משותף במעגל בבדיקות EMC? כמובן, כדי לעמוד בסטנדרטים של תעודות EMC של מדינות שונות, יש צורך להגביל את האמפליטודה של אותות מצב משותף ומצב דיפרנציאלי, להשיג ביטחון מוצר, ולקטין את הנזק הפוטנציאלי שיכול להיגרם לרשת החשמל או למכשירים סמוכים מצד צרכני החשמל. שנית, מנקודת המבט של שלמות הספק ושלימות האות, רוב ציוד החשמל ובקריהם פועלים במתכונת מתח נמוך, ורעש מתח נוסף עשוי לגרום לאותות בקרה לא תקינים או העברת נתונים שגויה, ואפילו שגיאות ודowntime. הפרעות הלא תקינות אלו עשויות לנבוע גם מהלוח itself וגם מהפרעת RF שלו, כמו ניתוק של מכשיר נייד או צפצוף רעש שידור. לבסוף, רעש מצב משותף מוגזם עלול להישדר לתוך החלל בצורה של קרינה בתדר גבוה, למשל במעגלי מצב משותף גדולים או על מוליכים הדומים לאנטנה, ויוצר סיכונים לבריאות לאורך זמן שאינם מורגשים לאדם.

כדי לפשט את הבעיה, אנו מחליפים את קו ההפצה בזוג מגנטי של הרץ ומקבלים את מודל רעש הנוסע המשותף כפי שמוצג בתרשים 7. המרחק בין נקודת הבדיקה לבין מרכז קו ההעברה במנוחה הוא d, אשר בדרך כלל גדול בהרבה מהגודל המעגל ולכן מדובר בנקודת בדיקה מרוחקת. לכן, עבור הקרינה מרוחקת של האנטנה, עוצמת השדה שלה היא:

בניהם, הוא הקבוע הפאזי שמתאים לאורך הגל הקרינה, הוא המרווח בין מיקומי הבדיקה, הוא הזווית המישורית הסוטה ב- θ מעלות מنمוט האנטנה, ועבור זוגות מגנטיים של הרץ , ו , תלוי בסוג האנטנה. מאחר שהקרינה הנקלטת בנקודה הרחוקה היא פעולה סימולטנית של שני קווי נושא משותפים בזווית של , לכן:

לרעש הנושא המשותף, כפי שמוצג בתרשים 7: ו , מקבלים את המקסימום של הקרינה בנקודת הבדיקה באופן הבא:

כאשר המרווח בין הקווים s קטן דיו כך שניתן לפשט זאת כ:

לכן, עוצמת הקרינה של מצב משותף פרופורציונלית לאורך קו התחבורה של מצב משותף ופוחתת עם המרחק. הבא דוגמה למagnitudeה של אמפליטודה זו: נניח שאורך קו תמסורת של מצב משותף הוא 1 מטר, ועוצמת הזרם של מצב משותף היא 7.96 µA, המתאימה למבחן שדה של 3 מטרים כחלק מקטגוריה B של ה-FCC בתדר 30MHz, עוצמת הקרינה תהיה:

עוצמה זו היא בדיוק הגבול התקני. אם קיים מוליך או אדם במרחק 3 מטרים מהמבחן, הוא ירגיש מתח של 100 µV. חשיפה ממושכת לסביבה שכזו ישפיע בצורה חמורה על הבריאות האנושית, והקרינה המצטברת עשויה לגרום למחלות כרוניות שונות או פגיעות פרטניות, מה גם המשמעות החשובה של אישור EMC.

איור 7 מודל הקרינה ותרשים נקודת המבחן של רעש מצב משותף

המבנה הגלי ברוב מעגלי המפסק ניתן לסווג כגל טרפזי, והספקטרום התדר שלו מציג שני שלבי האטה מממוצע ל עם עליית רמות ההרמוניה. הצמתים הם התדירות הזוויתית הראשונה והתדירות הזוויתית של זמן שולי העלייה. ספקטרום התדר של עוצמת הקרינה במ ode המשותף שצוין לעיל גדל בבירור עם התדר על ידי . לכן, עבור מקורות ספקה מתופפים ומעגלי אותות גל מרובע, ספקטרום הקרינה במ ode המשותף יראה בערך את תכונות ההתפלגות של עליה ראשונית ואז ירידה כפי שמוצג בתרשים 8. לכן, הסקציה האמצעית היא החלק שדורש שליטה או억ת خاصة.

תרשים 8 התפלגות עוצמה של רעש קרינה במ ode משותף המתאימה לגלים טרפזים נפוצים

4. בחירה של מוליכים חשמליים במ ode משותף

במקרים של קווי חשמל, מקור הרעש הנפוץ הוא יחסית ברור, אך גורמים זרים קשה למדוד באמצעות מכשירים. ברוב המקרים, התוצאות מוערכות בהדרגה על ידי ניתוח לאחר בדיקה, ולכן ניסיון מצטבר הוא חשוב מאוד. כשמציגים את היישום של סליל השראה בנוסח נפוץ בחלק 2 של 글 זה, כבר נאמר שהערכה תאורטית של משרעת הרעש הנפוץ ודרישות הסליל המתאימות לסילוני שיקוף יכולים לשמש נקודת התחלה לניסויים מוקדמים.

לרוב, האינדקטור המשותף שנמצא בשימוש בסטג הפילטור של הכניסה לכוח AC-DC משתמש במעגל מגנטי סגור כגרעין המגנטי. היתרונות בכך הם יכולת קלה להשיג דליפת אינדוקטיביות נמוכה מאוד ומקדם צימוד גבוה מאוד. עבור מתח כניסה גבוה ותדר מיתוג יחסית נמוך, ניתן להשיג התנגדות גבוהה לריפל משותמת כדי לאפשר הספקת רעש משותם בעל אמפליטודה גבוהה. בהתחשב בעובדה שהחדירות המגנטית של החומרים המגנטיים יכולה להתחלק לרכיב אינדוקטיבי ולרכיב האובדן כשהליבה המגנטית מתקרבת או חורגת מהighest נקודת אימפדנס, החלק של האובדן יתפוס את החלק העיקרי של האימפדנס. ברגע זה,ức suppression של הרעש כבר לא מושגת על ידי הפחתת משרעת הרעש באמצעות אימפדנס השראתי, אלא על ידי ספיגת אנרגיית הרעש דרך חום האובדן. לכן, רמת רוויה מתאימה (מעבר לרוויה תגרור ירידה באימפדנס) לא תשפיע על אפקט suppression הרעש, ולכן אין צורך לחפש פרמטרי זרם רוויה דומים לאלה שבמשננים כוח.

בעת בחירת סליל אינדוקציה במode משותף. כמו כן, אם יש חלק של אינדוקציה זורמת, לדוגמה אינדוקציה של 1 מיליהנרי עם מקדם צימוד של 99%, יהיה קיים אינדוקציה זורמת של 10 מיקרוהנרי במעגל הדיפרנציאלי. כשמשקלים억ת דämpה של רעש במode דיפרנציאלי (בדרך כלל מסנן LC גשר), יש גם כן לשקול את החלק הזה של האינדוקציה הזורמת. אינדוקציה זורמת מתונה עוזרת לאין סילון רעש דיפרנציאלי בתדר גבוה, אך מאחר שסלילי אינדוקציה במode משותף משתמשים בעיקר בליבי סגירה מגנטית, קל לגרום לרוויה של הליבה בת currents גבוהים, מה שמושפע על יעילות המרת הכוח ורוחב הפס של מסנן הרעש. ניתן לשפר את אחוז האינדוקציה הזורמת בדרך כלל על ידי שימוש במבנה ליבה מרובע או מסגרתי (ליבת פאר UU או ליבת PQ מגנטית וכו'), או על ידי שימוש בסיבוכים אסימטריים ). הבחירה הספציפית תלויה בבדיקה של המשתמש באמצעותTestId להבחנה בין סינון דיפרנציאלי וסינון משותף כדי לקבוע האם יש צורך בכך.

בנוגע לפרמטרים של השראת האות המשותף, הם כוללים בעיקר את ערך ההשראה של הצד הבודד, Rdc, זרם נומינלי, מתח נומינלי, ועמידות במתח גבוה (Hi pot). ערך ההשראה החד-צדדי קובע בעיקר את גודל האימפדנס של האות המשותף. Rdc הוא אובדן ה-DC של החוט, והחימום שנוצר כתוצאה מהאובדן יוצר את הגבול של הזרם הנומינלי. לבסוף, מאחר שהמשתמשים מעדיפים לאמוד את אפקט הסינון, באופן כללי תיערך בספריית המפרט שתי צורות של עקומות תכונות אימפדנס. האחת היא צורת אימפדנס משותמת/דיפרנציאלית כפי שמוצג בתרשים 9-א', והשנייה היא צורת אובדן הכנסת dB כפי שמוצג בתרשים 9-ב'. שתיהן שקולות, ועקומת צורת אובדן הכנסת ה-dB נוצרת על ידי המרה של האימפדנס המשותף/הדיפרנציאלי במערכת של 50 Ω+50 Ω.

איור 9 (א) צורת אימפדנס של מצב משותף/מצב דיפרנציאלי (ב) צורת אובדן внיכה ב-דציבל

לסדרה אחת של סליל מוד משותף, מבני האריזה בגדלים שונים מתאימים לגדלי זרם שונים ולרוחבי פס סינון: quanto גדול יותר הגודל, כך נמוכה יותר התנגדות המגנטית של הליבה המגנטית, מה שמאפשר להפחית את מספר הلفائف, לאפשר שימוש בחוט נחושת בעל קוטר גדול יותר, וכן לתמוך בלולאה של זרם גדול יותר; cuanto גבוה יותר ערך ההשראות או נמוך יותר התדירות יציבה של החדירות המגנטית של החומר, כך צר יותר רוחב הפס הספקטרלי שניתן לסנן, והסליל במצב משותף שכזה שממוקם בלולאה עשוי שלא לאפשר כיבוי רעש בקצה הגבוה בתדר.

Codaca סלילי מוד משותף באלקטרוניקה מחולקים כרגע לשני סוגים עיקריים: קווי אות וקווי חשמל. קיימים מעל 10 סדרות, למעלה מ-50 גדלים שונים של אריזות, וכן כמעט 300 מספרים סטנדרטיים שונים לחלקים. הם משמשים בתחומי יישומים רבים, כגון קווי אות כמו CAN BUS, RS485, וגם במכשירי זן offline שונים בטווח של ממספר ואטים ועד כמה קילו-ואטים. בנוסף, צוות הטכנולוגיה והמחקר שלנו יכול לעזור למשתמשים מבחנים ועד אנליזה, או להתאים דגמים לפי הדרישות, כדי להשלים את תהליך האישור EMC הרלוונטי.

רישום

[1] Infineon Technologies AG. Engineering_report_DEMO_5QSAG_60W1-AN-v01_00-EN.pdf. www.infineon.com

[2] פרטי מוצר CODACA - אינדקטור: www.codaca.com

[3] Clayton R.Paul. מבוא לתאימות אלקטרומגנטית. מהדורה שנייה. Wiley-interscience.

[4] Bhag Singh Guru ו-Huseyin R. Hiziroglu. יסודות בתורת שדות אלקטרומגנטיים. מהדורה שנייה. Cambridge University Press.

הסבר על הגנת רכוש אינטלקטואלי

CODACA "או" Codaca "הוא סימן מסחרי רשום של שנזחן Codaca חברת אלקטרוניקה בעמ. כל שימוש או הפנייה לטקסט, נתונים או סוגי מידע ציבוריים אחרים הכוללים תוכן המוגן בזכויות יוצרים שפורסמו או הופצו על ידי חברת שנזחן קודאקה אלקטרונית בעמ., הם בתחום הגנת זכויות הייצור של חברת שנזחן קודאקה אלקטרונית בעמ. לחברת שנזחן קודאקה אלקטרונית בעמ. שמורה ההצהרה הרלוונטית לזכויות יוצרים, הגנה על הזכויות וזכויות הגנה אחרות. כדי להבהיר שאין לכם סכסוכים פוטנציאליים של זכויות יוצרים בקשר לעניינים הרלוונטיים, יש לפנות לחברה שנזחן קדז'יה אלקטרוניקה בעמ. אםจำ необходимо.