אילו גורמים יש לקחת בחשבון בעת התאמה אישית של שunts משותפים?

בעיצוב מעגלים, אם סינוני מצב כללי סטנדרטיים לא עונים על הדרישות, נדרשת התאמה מותאמת אישית של המוצר. זה מבטיח שה חנק במצב משותף יוכל לעמוד בצורכי המעגלавם בדיכוי הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI), פריסה מבנית ודרישות אחרות. התאמת סינון-מצב כללי דורשת בחירה של חומרים מתאימים ובנייה של המוצר בהתאם לתרחיש היישום בפועל ולפרמטרי הביצועים הנדרשים. עבור מהנדס עיצוב, הגדרה ברורה של הצרכים האלה היא צעד ראשון קריטי.

1.הגדרת סינון-מצב כללי

ראשית, נבהיר מהו סינון-מצב כללי.

הגדרה: סינון משותף, הידוע גם כסליל סינון משותף, מורכב משני סלילים בעלי אותו מספר הכריכות שמת wound בכיוונים מנוגדים על ליבת מагנטית סגורה אחת. הוא מציג עיכוב מאוד גבוה לרעש של מצב משותף, מה שמאפשר לו לדכא הפרעות במצב משותף. להפך, יש לו עיכוב נמוך מאוד לאותות של מצב דיפרנציאלי, ולכן כמעט ולא מדכא את האות הרצוי.

עיקרון: על פי כלל יד ימין, כאשר זורם זרם של מצב משותף דרך הסלילים, השדות המגנטיים שנוצרים על ידי שני הסלילים מחזקים זה את זה (איור 1). הדבר גורם לרכיב כולו להציג עיכוב גבוה, מה שמדכא את אות ההפרעה. כאשר זורם זרם של מצב דיפרנציאלי, שני השדות המגנטיים שנוצרים שווים ונוגדים בכיוונם, ולכן מבטלים זה את זה (איור 2). בכך מאפשר את מעבר אות הזרם הרצוי ללא שינוי. מסיבה זו, משתמשים בסלילי סינון משותף במעגלים כדי לדכא הפרעות במצב משותף.

איור 1: כאשר זרם של מצב משותף זורם, השדות המגנטיים מחזקים זה את זה

איור 2: כאשר זרם של מצב דיפרנציאלי זורם, השדות המגנטיים מבטלים זה את זה

2.הקטגוריות הראשיות של שונני מצב משותף

שונני מצב משותף ניתן לחלק לשתי קטגוריות עיקריות בהתאם ליישום: שונני מצב משותף לקוות אות ו שונני מצב משותף לקווי חשמל .

להלן מיון המוצר הסטנדרטי ומודלי המוצר המתאימים לשונני מצב משותף באתר הרשמי של Codaca הדף ניתן לגישה כאן:
https://www.codaca.com/Productsctr_Common-Mode-Choke.html

איור 3: שונן מצב משותף לקו אות

איור 4: סליל מode משותף לקו חשמל

פירוש פרמטרים:

לוקחים את סליל מode משותף Codaca CPSQ1515L-203  כדוגמה:

טבלה 1: פרמטרים אופייניים של שיקום מode משותף CPSQ1515L-203

① השראות: בתדירות זהה ובהינתן תנאים של קיבול זר, השראות גדולה יותר תוביל להיגב גבוה יותר.

② הגב: הגב גבוה יותר מספק ביצועי סינון טובים יותר. ערך ההגב משתנה בתדירויות שונות.

איור 5: עקומת מאפיין הגב כתלות בתדירות עבור שיקום מode משותף CPSQ1515L-203

③ התנגדות ישר (DCR): ההתנגדות המופיעה על פני הסליל בתנאי זרם ישר; באופן כללי, מועדפת התנגדות ישר נמוכה יותר.

④ זרם דירוג: הזרם המרבי שהסליל יכול לשאת ברציפות ללא חימום יתר.

⑤ מתח דירוג: מתח הדירוג שעבורו מעגל מעוצב לפעול באופן תקין.

⑥ מתח בידוד (מתח התנגדות): המתח שהכריכה יכולה לעמוד בו בין הכריכות או בין כריכות שונות למשך זמן מוגדר, ללא תקלה.

⑦ טווח טמפרטורת עבודה: הטווח של טמפרטורות שבו רכיב יכול לפעול באופן מהימן.

3. ה6 שלבים של התאמה אישית של שונאי מצב משותף

כאשר מוצרים סטנדרטיים אינם יכולים לעמוד בצרכים של לקוח, נדרשת התאמה אישית של שונאי מצב משותף. לאחר שבררנו את ההגדרה, העיקרון והפרמטרים של שונאי מצב משותף, נדון כעת באיך להתאים אחד כזה בצורה מדויקת לצורכי הלקוח.

שלב 1: הבהרת דרישות הלקוח

ניתוח תרחיש יישום: ביצוע ניתוח מקיף של מקרה השימוש של שונאי מצב משותף. זה כולל את היישום הספציפי (שקובע את דרגת המוצר הנדרשת – תעשייתית או לרכב), מתח עבודה, זרם ותדירות פעילות. גורמים אלו ישפיעו ישירות על העיצוב וביצועי שונאי המצב המשותף.

שלב 2: קביעת פרמטרים מאופיינים

השראות: אינדוקטיביות היא אחת מתכונות הביצועים החשובות ביותר של סליל מעבר משותף ומשפיעה ישירות על השימוש בו. יש לקבוע את האינדוקטיביות הנדרשת בהתאם למקרה שימוש ספציפי.
הנוסחה לחישוב האינדוקטיביות המינימלית הנדרשת בסליל מעבר משותף במעגל מסנן (בהזנחת קיבול זרמי- паразיטי) היא:

איפה הערך של התנגדות הדרוש בתדירות .

אימפדנס: היכולת של סליל מעבר משותף לדכא רעשים של מצב משותף קשורה בצורה הדוקה להיגב שלו. יש לקבוע את ערך ההיגב המתאים בהתאם לאפקט המסנן הרצוי.

שלב 3: בחר חומרים ומבנה מוצר מתאימים

חומר ליבה: הלב משמש להגברת النفיעה המגנטית של הסליל, מה שמגדיל את עוצמת ההשראה בתוך הلفائف ולכן מעלה את ערך ההשראות. בוחרים בדרך כלל בחומרים בעלי النفיעה המגנטית גבוהה, כגון פריטים בעלי النفיעה הגבוהה, חומרים אמורפיים או ננוקריסטליניים. בחירת חומר הלב משפיעה ישירות על ביצועי הסליל, וחומר מתאים יכול גם לעזור לצמצם את הגודל הפיזי של המוצר.

חומר הסליל: הסליל מפותל בדרך כלל מהתיך נחושת. מספר הליפופים וקוטר התיך נקבעים בהתאם להשראות הנדרשת וערך הזרם האפקטיבי.

נוסחת חישוב השראות היא:

μ ₀= النفיעה של הריק

μ _ה = النفיעה היחסית של הלב

א _ה = שטח החתך האפקטיבי של הלב

ל _ה = אורך הנתיב המגנטי האפקטיבי של הלב

נ = מספר ליפופי הסליל

כפי שנראה בנוסחה, כדי להשיג מיניאטיריזציה של המוצר, ניתן לשקול שימושבלב עם النفיעה מגנטית גבוהה יותר כדי להקטין את נפח הלב.

עיצוב מבני: בהתבסס על הסידור המרחבי של לוח המעגלים של הלקוח, עצבו בצורה מדויקת מבנה מוצר אנכי או אופקי ובחרו סוג אריזה של חיבור דרך חור או שטחי (SMD) כדי להבטיח שהשנאי יותקן נכון.

שלב 4: הפניות לתקני בטיחות

היעזרו בתקני בטיחות כגון IEC 60664-1 או התקנים הפנימיים של הלקוח.

שלב 5: שקול גורמים סביבתיים

הסביבה בה מתבצעת העבודה משפיעה גם כן על הביצועים החשמליים של הסליל. בעת התאמה אישית של שנאי מצב משותף, יש לקחת בחשבון גורמים סביבתיים כגון טמפרטורה, רטיבות ושיטת קירור, כדי להבטיח שהוא יפעל באופן יציב ביישום האמיתי.

שלב 6: בדיקת ביצועים ואופטימיזציה

לאחר ההגדרה המותאמת, יש לבצע בדיקות ביצועים על שנאי המצב המשותף, כולל בדיקות השראות, עכבות ופרמטרים אחרים. אם תוצאות הבדיקה לא עומדות בדרישות, יש לבצע אופטימיזציה של העיצוב עד שיושגו הצרכים של היישום.

4.סיכום

לסיכום, התאמה של שונן מצב משותף מתאים דורשת שיקול מקיף של מספר גורמים, כולל צרכי היישום של הלקוח, חומרים ובנייה, פרמטרים ביצועיים, דרישות בטיחות, גורמים סביבתיים, וכן בדיקות ביצועים ואופטימיזציה. רק באמצעות ניתוח מדעי ועיצוב הגיוני ניתן להבטיח ששונן המצב המשותף המותאם יענה על דרישות היישום המעשי.

צוות המחקר והפיתוח של Codaca Electronics בעל ניסיון עשיר בפיתוח מותאם של שונני מצב משותף. אנו יכולים לספק במהרה פתרונות תואמים למגוון סצנריי יישום של לקוחות. אנו מזמינים אתכם ליצור איתנו קשר לשאלות וייעוץ ולקבלת מידע נוסף.