EN
Тез сілтемелер
Электрондық құрылғыларда айнымалы ток кіріс желісінде әдетте сүзгі орнатылған. Себебі импульсті қорек көзі бар электрондық жабдықтар үшін электромагниттік бөгеуілдің (EMI) негізгі көзі өзі қорек көзі болып табылады. EMI-ның көздері әртүрлі: найзағай мен Жердің магнит өрісі сияқты табиғи құбылыстардан бастап, электрқозғалтқыштар, радиожиілікті (RF) технологиялар және сандық/аналогтық сигналдар сияқты адам жасаған көздерге дейінгі барлығы бөгеуіл туғызуы мүмкін. Мұндай бөгеуілдік сигналдардың құрылғыдан тысқа таралуын немесе басқа жанындағы электрондық жабдықтарға әсер етуін болдырмау үшін сүзгілер аса маңызды компоненттер болып табылады. Бұл мақалада электромагниттік бөгеуілдердің пайда болу себептері мен оған қарсы шаралар қарастырылады.
1- Кедергі Сигналдарының Түрлері және Олардың Пайда Болуы
Электрондық құрылғылардағы дыбыс - құрылғы ішіндегі керек емес электрлік сигналдарды білдіреді. Бұл сигналдар болдырмауға болмайтын кернеу немесе ток бұзылулары болып табылады. Егер кедергі шамадан тыс болса, мынадай құбылыстар байқалуы мүмкін:
1 Радио немесе мультимедиялық құрылғыларда нақты дыбыспен байланысты емес дыбыстар естілуі.
② Теледидар экранында бастапқы мазмұннан тыс бұрмаланған немесе ластанған кескіндердің пайда болуы.
3 Сандық құрылғылар дұрыс істемей бастауы немесе қалыпты жұмыс істемеуі мүмкін.
4 Байланыс жабдықтары қалыпты сигналдарды жіберу қабілетін жоғалтуы мүмкін.
5 Электрондық құрылғылардың дұрыс жұмыс істеуіне кедергі келтіретін басқа да әсерлер.
Осы себептерге байланысты елдер мен аймақтар электрондық жабдықтарға сәйкес талаптар мен нормативтік актілерді белгілеп, осы құрылғылар шығаратын кедергі сигналдарының белгілі бір шектен аспауын талап етеді. Өндірушілер өздерінің өнімдері шығаратын ЭМИ-ны белгіленген шектер ішінде ұстауға міндетті.
Соңғы жылдары электрондық құрылғылар сандық және ауыстыру технологияларын кеңінен қолданады. Өнім осы технологияларды қолданса, ол әбден ЭМИ сигналдарын шығарады. Бұл кедергіні рұқсат етілген шектерде ұстаудың тиімді тәсілі — сүзгілерді пайдалану. Кедергінің шектік мәндері елдер немесе аймақтар бойынша өзгеруі мүмкін, яғни қажетті сүзгілердің сипаттамалары да әртүрлі болады. Төменде өнеркәсіптік жабдық үшін сырттай қолданылатын электр желісі сүзгісі мен қорек көзінің ішіне орнатылған ішкі сүзгі (жалпы тартылыс шунты, дифференциалды тартылыс шунты) мысалдары көрсетілген.
1-сурет (сол жақ): Сыртқы өнеркәсіптік электр желісі сүзгісі
2-сурет (оң жақ): Ішкі импульстік қорек көзі сүзгісі (жалпы тартылыс шунты)
Импульстік қорекпендіру құрылғысында импульстік транзистор, жоғары жиілікті түзеткіш диод және импульстік трансформатор жоғары деңгейлі кедергі туғызады. Импульстік қоректендіру құрылғысының ішіндегі жұмыс уақытындағы форма әдетте шаршы толқындар немесе үшбұрыш толқындар (негізгі толқындар) болып табылады. Бұл толқындар негізгі жиіліктің бүтін еселі жоғары жиілікті компоненттерін қамтиды. Бұл жоғары жиілікті толқындар сыртқа таралған кезде, олар кедергі сигналдарына айналады.
Сонымен қатар, транзисторлардың ауысу жылдамдығы өте жоғары. Мысалы, 12 В кернеудегі 2 А ток шамамен 300 кГц жиілікпен қосылып/өшірілуі мүмкін. Төмендегі суретте көрсетілгендей, ауысу кезеңінде токтың өзгеру жылдамдығы (di/dt) өте жоғары болады. Индуктивтілік тек индуктивті орамда ғана емес, сонымен қатар печаттық платаның (ПП) пайда болатын индуктивтілігінде де бар, сондықтан токтың осындай жылдам өзгеруі қоршаған ортаға немесе басқа электрондық компоненттерге кедергі келтіретін кернеу сигналдарын туғызады. Бұл кедергі сигналдары тек ПП трассалары бойымен таратылмайды, сонымен қатар электромагниттік толқындар мен сымдар арқылы сыртқа шығарылады. Бұл ЭМИ-ның жиілігі тұрақты емес; жеке ауысу циклінде biрнеше di/dt компоненттері бар, нәтижесінде пайда болатын кедергі кернеуінің кең жиілікті спектрі қалыптасады.
3-сурет: Эквивалентті тізбек моделі
4-сурет: Кедергі кернеуі сигналының моделі
5-сурет: Кедергі кернеуі сигналы
6-сурет: Кедергі ток сигналы
7-сурет: Диодтың өшіруі кезіндегі қысқа тұйықталу тогының моделі
Тек қана айырғыш қоректендіру көздеріне шектелмей, электронды құрылғыда кедергінің пайда болу орнын кернеу/ток тракті негізінде жалпылама түрде классификациялауға болады. Төмендегі схемада көрсетілгендей, дифференциалдық режимде және ортақ режимде пайда болатын кедергі сәйкесінше дифференциалдық режимдегі кедергі және ортақ режимдегі кедергі деп аталады.
8-сурет: Кедергі сигналының модель схемасы
Айнымалы ток кабелінің жолдары арасында немесе тұрақты ток шығысының оң және теріс шығыстары арасында пайда болатын кедергі дифференциалдық түрдегі кедергі болып табылады. Ал ортақ түрдегі кедергі деп тізбектегі кез келген жол мен жерге (яғни Жерге қатысты) қосылған кедергі сигналының компонентін айтады. Қуат тізбектерінен туындайтын кедергі түрі бастапқыда жиі дифференциалдық түрде болады. Дегенмен, басқа тізбектерге таралу барысында электромагниттік немесе электростатикалық әсерлерден туындайтын жерге қатысты импеданстың тепе-теңдігі бұзылуы мүмкін, сондықтан ол ортақ түрдегі сигналға айналады. Нәтижеде кедергінің үлкен бөлігі ортақ түрге айналады.
Сонымен қатар, табиғи ортадан құрылғыларға кіретін сыртқы бөгеулер сигналдары жерге (жерлендіруге) байланысты болғандықтан, әдетте ортақ режимді болып табылады. Сонымен қатар, ортақ режимдегі бөгеулер түрлі жағдайлар мен құрылғылардың әсерінен дифференциалды режимдегі бөгеуге айнала алады, бұл тізбектің жұмысына тікелей және теріс әсер етуі мүмкін.
Электронды құрылғыларда немесе қуат тізбектерінде табиғаты жағынан мүлде өзгеше болып келетін ортақ режимдегі және дифференциалды режимдегі бөгеуден қорғану шараларын қарастыру мен жүзеге асыру қажет.
2- Электромагниттік бөгеуден қорғану шаралары
Интерференциялық сигнал таралуының көзқарасынан алғанда, интерференция өткізілетін интерференция мен сәулеленетін интерференцияға жіктеледі. Интерференциялық сигнал түрлерінің көзқарасынан оны ортақ режимді интерференция мен дифференциалды режимді интерференцияға бөлуге болады. Интерференциялық сигналдарды басу үшін негізгі екі тәсіл бар:
1 Интерференциялық сигналдардың пайда болуын болдырмау.
② Интерференциялық сигналдардың таралуын блоктау, жұту немесе жою.
Қазіргі заманғы электрондық құрылғылар негізінен импульстік қорек пен сандық технологияларды қолданады. Осы технологияларды қолданатын құрылғылар міндетті түрде интерференциялық сигналдар шығарады, оларды тек технологияны жетілдіру арқылы ғана басу қиын. Қазіргі уақытта көбінесе интерференциялық сигналдардың таралуын блоктау немесе оның әсерін жеңілдету шараларына назар аударылады.
2.1 Жалғанған бөгеуіт сигналдарының таралуын блоктау (жұту немесе жою) үшін пассивті компоненттерді, мысалы, ортақ режимді индуктивтік орамдарды, дифференциалды режимді индуктивтік орамдарды, X-сыйымдылықтар мен Y-сыйымдылықтарды қолдану.
2.1 Феррит түйіндері бар қуат индуктивтік орамдарын немесе магниттік экранның құрылымын қолданып, сәулеленетін бөгеуіт сигналдарының сыртқа таралуын болдырмау.
Жалғанған ЭМИ-мен күресу үшін Codaca сигнал желілері үшін ортақ режимді индуктивтік орамдарды (SPRHS сериясы, CSTP сериясы, VSTCB сериясы және т.б.), қуат желілері үшін ортақ режимді индуктивтік орамдарды (TCB сериясы, SQH сериясы, TCMB сериясы), сонымен қатар дифференциалды режимді индуктивтік орамдарды (SPRH сериясы, PRD сериясы және басқа да дифференциалды режимді индуктивтік орам ретінде қолданылатын қуат индуктивтік орамдары) ұсынады. Бұл ортақ режимді және дифференциалды режимді индуктивтік орамдар электрондық құрылғылардың сыртқы электромагниттік бөгеуітке төзімді болуына және іштен туындайтын ЭМИ-ны шығаруын болдырмауға көмектеседі.
Интерференцияны басу тиімділігі индуктивтіліктің импедансына тығыз байланысты. Толық ақпарат алу үшін төмендегі сипаттамалар кестесі мен жиілік сипаттамалары графигіне қараңыз.
1-кесте: Codaca түрдік режимді шунттауыш сақинасының сипаттамалары ҮСТЕЛ
Ескерту: Бұл кестеде тек индуктивтілік модельдерінің бір бөлігі ғана көрсетілген. Толық ақпарат алу үшін Codaca ресми веб-сайтын қараңыз.
9-сурет: Сигналдық желілер үшін түрдік режимді шунттауыш сақиналардың импеданс-жиілік сипаттамалары графигі
10-сурет: Электр желілері үшін түрдік режимді шунттауыш сақиналардың импеданс-жиілік сипаттамалары графигі
Сәулеленетін электромагниттік ықпалдарды шешу үшін ферриттік түйіндерді пайдалануға болады. RF және тербелгіш схемалар сияқты кейбір жоғары жиілікті схемаларда қуат кіріс бөлігіне ферриттік түйінді қосу қажет. Codaca RHD, RHV, SMB және UUN сериялары сияқты ферриттік түйіндердің тобын ұсынады.
2-кесте: Ферриттік түйін сипаттамалары кестесі
Ескерту: Бұл кестеде тек модельдердің бір бөлігі ғана көрсетілген. Толық ақпарат алу үшін Codaca ресми веб-сайтын қараңыз.
Бұрын айтылғандай, магниттік түрде экранның көмегімен жабық күш индуктивтері сәулеленетін кедергілердің таралуын да тоқтата алады. Сәулеленетін ЭМИ үшін Codaca компаниясы мыналарды қоса алганда, формаланған индуктивтер, жоғары токты индуктивтер, сандық күшейткіш индуктивтер және чип-индуктивтер сияқты магниттік түрде экранның көмегімен жабық компоненттер сериясын ұсынады: осы күш индуктивтері қосылғыш қуат көздерінің қуат желілерінде пайдаланылуы мүмкін. Магниттік экрандау конструкциясы индуктивтің туғызатын кедергісінің сыртқа сәулеленуін тиімді түрде болдырмауды қамтамасыз етеді және сонымен қатар индуктивті сыртқы сәулеленетін кедергілерден қорғайды. Осындай экранның көмегімен жабық индуктивтер сигналдық және қуат желілеріндегі дифференциалдық режимдегі кедергілер шешімдерінде де қолданылады.
3-кесте: Магниттік түрде экранның көмегімен жабық индуктивтің сипаттамалары кестесі
Ескерту: Бұл кестеде тек модельдердің бір бөлігі ғана көрсетілген. Толық ақпарат алу үшін Codaca ресми веб-сайтын қараңыз.
11-сурет: VSHB0421-4R7MC үшін температураның өсуі мен қанығу тогының қисықтары, индуктивтілік-жиілік және импеданс-жиілік сипаттамалары
3-Қорытынды
Электрондық өнімдердің біртіндеп күрделенуі мен интеграциялануына байланысты олардың жұмыс істейтін EMI/EMC ортасы да үлкен қиыншылықтарға тап болуда. Электрондық құрылғылардың EMI/EMC мәселелерін шешуге көмектесу үшін Codaca әртүрлі сериялы стандартталған сигнал желісінің жалпы режимінің дроссельдері , энергия желісіндегі жалпы режимдегі шунт s , дифференциалдық режимді шунттағыштар, ферриттік түйіндер және әртүрлі магниттік түрде экранирленген қуат индуктивтері . Инженерлер қуаттық тізбектің нақты талаптарына сәйкес Codaca-дан тиісті стандартталған симметриялық режимді шунттағыштар, дифференциалдық режимді шунттағыштар немесе қуат индуктивтерін таңдай алады.