All Categories
Home> Мэдээ> Ашиглалтын тэмдэглэгээ

Ерөнхий горимын индукторуудыг хэрэглээний ангилал болон сонгох нь

2025-07-07

Хамгийн түгээмэл хэлбэрүүдийн нэг нь соронзон бүрдүүлэх хэсэг бол индукц юм. Тодорхой индукцийн утгатай тул эсэргүүцэл нь давтамжийн ихсэлттэй даган өснө. Энэ л өндөр давтамжтай шүүлтийн анхны зэргийн жишээ болно. Ярилцаж буй шүүлтүүр нь ганцхан гүйдлийн замаас (давтамж эсвэл хэлхээний давтамж) хоёр эсвэл түүнээс дээш зам руу шилжих үед өндөр давтамжийн ижил шүүлтүүрийн үр дүнг хангахын тулд зам бүрт дор хаяж нэг индукторыг байрлуулах шаардлагатай болно - энэ нь практик соронзон бүрдүүлэх хэсэгт хялбархан, ухаалаг аргаар загварчилж болно. Энэ нь бид ярилцаж буй ерөнхий горимын ороомог юм. Яагаад гэвэл олон зам байгаа үед (хамгийн түгээмэл хоёр) гүйдлийн ижил чиглэлээс үүсэх соронзон урсгал нөгөө гүйдлийн замтай "хуваалцах" боломжтой бөгөөд энэ нь нэмэлт эсэргүүцэл олж авсан шиг болгоно. Үүнийг мөн (соронзон) холболт гэж нэрлэнэ. Иймд хоёр хоорондоо холбогдсон ороомгийг соронзон цөмийн тойрон ороож тус тусдаа индукцыг ашигласнаас илүү сайн шүүлтүүрийн нөлөөг олох боломжтой.

Дээрх тайлбар нь ерөнхий горимын индукторуудын үндсэн функциональ онцлог болох шүүлтийн талаар өгүүлж байна. Тиймээс ёрөнхийдөө трансформатор ба ерөнхий горимын индукторуудыг ялгаж таних шаардлагатай, учир нь шүүлт нь шугам дээрх шуугианыг дарангуйлдаг (эсвэл шингээдэг). Сэргээгч чиглэлээс нь харвал энэ нь ерөнхий горим байдаг бол трансформатор нь хүчний илэрхийлэл болох хүчдлийн сэргээгч гүйдлийг дифференциал горимоор дамжуулдаг. Иймд аюулгүй конденсаторын холболтоос үүдэн ерөнхий горимын индукторууд нь Y холболттой байх шаардлагатай (газрын хэлхээ эсвэл лавлах газрын хэлхээгээр), харин трансформатор нь X холболттой байх ёстой (оролтын болон гаралтын хэлхээний хооронд). Хоёр дахь нь, ерөнхий горимын шүүлтийн үр нөлөөг үнэлэх, хэмжих үед нэмэлт туслах хэлхээ ашиглах шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч бодит EMC (цахилгаан соронзон нийцэх чадвар) шалгалтанд ихэвчлэн дифференциал горим ба ерөнхий горимын хослолоос үүсэх хүлээн авагчийн (LISN - Шугамын импедансыг тогтворжуулах сүлжээ) дохиог шалгадаг бөгөөд энэ нь харгалзах журам, стандартын (жишээлбэл CE сертификат) шаардлага хангаж байгаа эсэхийг тодорхойлдог. Тиймээс ерөнхий горимын индукцлэлийн үүргийг техникийн гарын авлагад олоход хэцүү байдаг бөгөөд инженерүүд загвар сонгохдоо туршлагад тулгуурлан таамаглал дэвшүүлдэгийн шалтгаан нь ч энэ юм. Эцэст нь анхааралтай уншигчид ерөнхий горимын индукторуудыг индуктор гэж нэрлэдэг ч хүчний индукторуудаас ялгаатай биш гэдгийг олж мэднэ. Тэд насын дагуу гүйдлийг эсвэл энерги хуримтлуулах чадварыг авч үздэггүй бөгөөд тэдгээрийн англи нэрүүд choke-оор төгсдөг. Тиймээс тэдгээрийн үндсэн утга ч гэдэгтэй адил юм. Дараа нь ярилцах болно гэхдээ шүүлт хийх боломжийг гүйцэтгэдэг яг тэр чөлөөтэй байдлын тулд тэдгээрийг ерөнхий горимын choke катушка гэж нэрлэх нь зарчимд нь илүү тохиромжтой байдаг.

Дараах хэсэгт бид инженер болох танд үндсэн бүтцийн зарчим, хэрэглээний ангилал, энгийн горимын индукторын сонголтын талаар судлах болно. Харин танд асуулт байвал эсвэл танилцуулгатай холбоотой ярилцмаар бол бидэнтэй холбоо бариарай. Бидний инженерийн баг нь таныг компонент, хэрэглээний үүднээс боломжит тусламж үзүүлэх болно.

i. Соронзон орны холболт

Зураг.1-д үзүүлсэн шиг цахилгаанжуулсан ороомог A нь гүйдлийн хэлхээний орчимд соронзон оронг тархаана (энд ороомог). Энэ нь Фa соронзон урсгал (эсвэл →Ba) соронзон нягт, энгийн горимын индукцлэлийн ангилал ба сонголтоор илэрхийлэгдэнэ. Соронзон орны хүч нь гүйдлийн хэмжээнээс, ороомгийн ороодосын тооноос, үр ашигтай огтлолын талбайгаас, мөн соронзон зөөврөөс хамаарна. Ороомгийн төв дэх соронзон урсгалыг дараах байдлаар ойролцоогоор илэрхийлж болно:

1(1d4d12d5f6).png

Тэдгээрийн дунд хэрэв ороомгийн төвд соронзон цөм байвал түүний соронзон нэвтрүүлэлт нь 1(78b2ee5c4d).pngих байх тусам харгалзах эквивалент соронзон хэлхээний урт 2(bca8164271).pngбогино байх тусам соронзон урсгал ихсэх нь илэрхий юм. Энэ нь стандарт индукцлэлийн бүтэц болон түүний харгалзах огторгуйн соронзон урсгалын тархалт юм. Түүний соронзон урсгалын тархалт нь гүйдлийн өөрчлөлтөөс шалтгаалахгүйгээр адилтгалын харьцаа болж байгааг онцгойлж болно.Үүний үндэс нь Максвеллийн цахилгаан соронзон тэгшитгэл дэх Гауссын соронзон орны хуулиас гаралтай.

2(4e120598f6).png

Зураг.1 Цэнэглэгдсэн ороомгуудын А ба В огторгуй дахь соронзон орны тархалт

Огцом нэгэн ороодос B нь хүчдэлтэй ороодос A-тай тодорхой байрлалын хамааралтай ойртож ирвэл (Зураг 1-т үзүүлсэн шиг) A ороодсоор тархсан соронзон урсгалын зарим хэсэг B ороодсыг дайран өнгөрөх ба энэ нь хоёр ороодсын хувьд ерөнхий болсон урсгалын хамаарлыг үүсгэнэ. Амперийн хуулиар B ороодсын цахилгаан хүчний шугам доторх соронзон урсгал өөрчлөгдөхөд B ороодсын цахилгаан хүчний шугам дотор индукцийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч, өөрөөр хэлбэл индукцийн хүчдэл үүснэ. Хэрэв B ороодос нь нээлттэй дамжуулагч ороодос байвал цахилгаан гүйдэл үүсэхгүй зөвхөн ороодсын төгсгөлүүд дээр индукцийн хүчдэл үүснэ. Цахилгаан гүйдэл байхгүй тохиолдолд орон зай дахь соронзон орны тархалт ч үүсэхгүй; Гэвч хэрэв B ороодос нь хаалттай цахилгаан хэлхээтэй бол тодорхой цахилгаан гүйдэл үүсэх бөгөөд индукцийн гүйдэл гэж нэрлэгдэнэ. Мөн индукцийн гүйдэл үүссэнээр эсрэг чиглэлд орон зай дахь соронзон орны тархалтыг үүсгэнэ. B ороодсын A ороодостойгоо орших орон зайн хамаарлаас хамааран A ороодос нь B ороодсын тархсан соронзон урсгалыг заавал хуваалцана. Тэгвэл ийм харилцан индукцийн үр дүнд юу гарах вэ? Тодорхой хэрэв A ороодос дахь гүйдэл тогтмол байвал B ороодос нь тогтмол байрлалаар хуваалцаж буй соронзон урсгалын өөрчлөлтийг мэдрэхгүй. Иймд зөвхөн A ороодосонд хувьсах гүйдэл (жишээ нь хувьсах гүйдэл) үүсэх үед л харилцан индукцийн үзэгдэл явагдана. Нэг нэгтэй нь харьцах тохиолдолд (нэг ороодос нөгөө ороодосстой хослох байдал л авч үзэхэд) индукцийн гүйдэл нь соронзон урсгалын өөрчлөлтийг эсрэглэх нөлөө үзүүлнэ. Иймд харгалзах B ороодсын A ороодосон дээрх нөлөө нь A ороодсоос B ороодос руу хуваалцсан соронзон урсгалын өөрчлөлтийг яг зогсооно. Хоёр ороодосны хоорондох соронзон урсгалын өөрчлөлт харилцан устгана.

Тодорхой байрлалд соронзон орны холболт нь (цахилгаан мотор эсвэл генератороос ялгаатай) хувьсах гүйдлийн нөхцөлд ижил соронзон урсгалыг хуваалцаж буй ороомогуудын хоорондох үйлчлэлийг тодорхойлдог. Хүчний хувиргалтын эсвэл дохионы тусгаарлалтын трансформатор болон гүйдлийн компенсацын ерөнхий горимын индуктор болгон ашиглах нь соронзон орны холболтын нэг тохиолдол юм. Ерөнхий горимын индукторыг зохион бүтээх эсвэл үйлдвэрлэх үед үргэлж тулгардаг асуулт байдаг: хоёр ороомог ямар параметрүүдийг заавал хангах шаардлагатай вэ? Эсвэл гүйдэл, нэг талаас индукцлэлээс бусад юу вэ? Хоёрын хоорондын хамаарлыг авч үзэх шаардлагатай шаардлага юу вэ? Нийтлэг параметрийн шаардлага нь хоёр талын мэдрэгчийн алдаа маш бага байх ёстой эсвэл зарим тохиолдолд холболтын коэффициент их байх ёстой (жишээ нь 98%) юм. Энэ нь гүйдлийн компенсацын төрлийн ерөнхий горимын индукторын хувьд хэрэв дэвсгэр индукцлэл хэтэрхий их байвал дифференциал горимын дохионд томоохон нөлөө үзүүлдэг учраас энэ нь шаардлагагүй дифференциал горимын импедансыг үүсгэж болох ба энэ нь дохионы сулралт эсвэл дифференциал горимын полосын өргөнийг бууруулж болно эсвэл соронзон цөмийн ханасан байдалд хүргэж ерөнхий горимын шуугиан бууруулах чадварыг муутгаж болно. Тиймээс соронзон орны холболтын коэффициентийг хянах шаардлагатай байдаг.

Хоёр ороомог нэгэн төрлийн соронзон нэвтрүүлэлт бүхий орчин (соронзон зуух) дундуур холбогдож соронзон орон үүсгэх үед А ороомгоос Б ороомог руу хуваалцсан соронзон урсгал нь 1(cd132f37e8).pngүүний эсрэгээр, тэнцүү байна 2(567a9ac9bd).png. Тэгэхээр, хуваалцсан соронзон урсгал (соронзон орны холболт) нь харилцан индукцлэлтэй харгалздаг тул ерөнхий индуктив чадлын хэрэглээний ангилал ба сонголтын тодорхойлолт болгон тус тус тодорхойлогдоно 3(28cc2af287).pngболон 4(dd79f89367).png : 

5(d6ca229974).png                      6(787cb27cb8).png

        

Индукцийн ороомгийн төгсгөлд бүхэлд нь хуваалцсан соронзон урсгалыг линкж (линк, 1(cde142b33d).png) гэж мөн нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хамааралтайгаар илэрхийлэгдэнэ 2(98ac6b7e21).pngсоронзон урсгалын нягтаас үндэслэгдсэн 3(7323673ca0).pngба соронзон вектор 4(7e1cbdd970).pngбайршил:

5(4e2fd13977).png

           

А ороомгийн талаас В ороомгийн цэг бүр дээр тараагдсан соронзон векторын байршил (ерөнхий индуктив чадлын хэрэглээний ангилал, сонголтын дундаж тохиолдолд төвөөс төв хүртэл зай нь 6(ec18c841ca).png):

7(ff90c3d92d).png

Ороомог A ба ороомог B-ийн хоорондох соронзон урсгалын холболтыг дараах байдлаар олно:

1(c0dae40020).png

Иймд, хөршлөн индукцлэлт 2(821ea0d0f5).pngороомог B-ээс ороомог A-д үйлчлэх нь дараах байдалтай байна:

3(60666d0dfc).png

Ижил зарчим нь дараахийг олоход ашиглагдана: 4(fe1150c816).jpg... илэрхийллийг:

1.jpg

Өмнө дурдсан шиг, хоёр ороомгийн хооронд соронзон орны холболт нь нэгэн төрлийн соронзон нэвтрүүлэлт бүхий орчин (соронзон цөм) - ийн тусламжтайгаар явагдана. Тиймээс 2.jpg, илэрхий байна:

3.jpg

Дээрх тайлбар нь ижил соронзон цөм дээр ороож буй хоёр ороомог нь ижил хөршлөн индукцлэлтээр M гэж тэмдэглэгдэнэ гэдгийг илэрхийлнэ. Дээрх нарийвчилсан баталгааны процесс нь Нейманы томъёоноос харж болно. Одоо, нийт соронзон урсгалын 1.jpga ороомгийн хувьд хуваалцсан хэсэг нь 2.jpgхарьцаа нь 3.jpg, өөрөөр хэлбэл 4.jpg. Үүнтэй адилаар, B ороомгийн хуваалцах коэффициент нь 5.jpg, дараах байдалд болно:

6.jpg

Иймд хоёр ороомгийн хоорондох харилцан индукцлэлт болон тус бүрийн тусдаа индукцлэлтийн хамаарлыг дээрх тэгшитгэлийн хамаарлаас гаргаж авч болно:

7.jpg

Дээрх нь соронзон орны холболтын коэффициент k-ийн гарал үүслийг харуулж байна: хоёр ороомгийн индукцлэлтийн утгыг тус тусад нь (нөгөө ороомог нь онгорхой байдалд байх), мөн зүйл индукцлэлтийг (нөгөө ороомог нь хаагдсан байдалд байх) хэмжиж, харилцан индукцлэлт болон холболтын коэффициент k-ийн харгалзах утгуудыг тодорхойлох замаар бодит ерөнхий индукторын индукцлэлтийг тодорхойлж болно. 1.jpg) ба харилцан индукцлэлт, холболтын коэффициент k-ийн харгалзах утгууд. Тухайлбал, өндөр нэвтрүүлэлт бүхий цагираг соронзон дээр ороосон маш тэгш хэмтэй ерөнхий индуктор (жишээ нь MnZn феррит цагираг) хувьд ороомгийн индукцлэлтийн утгууд маш ойр байх бөгөөд зүйл индукцлэлтийн хэмжээ нь ойролцоогоор 2.jpg. Холболтын коэффициент өгсөх тусам зүйл индукцлэлт буурдаг болохыг эндээс харж болно.

хоёр, Ерөнхий горимын ороомгийн хэрэглээ

Энэ нийтлэлийн эхэнд дурдсанчлан, ерөнхий горимын ороомог гэдэг нь зүгээр л хоёр гүйдлийн хэлхээнд зэрэг холбогдсон ороомог юм. Түүний үүрэг нь хоёр гүйдлийн хэлхээнд байж болзошгүй ерөнхий горимын шуугианыг дарангуйлах эсвэл бууруулах явдал юм. Гэсэн хэдий ч энэ хоёр зэрэгцээ гүйдлийн хэлхээ нь ялгаатай хэлхээ үүсгэх тохиолдолд төрөөгүй, жишээ нь цахилгаан шугамын хос L ба N шугам, мөн өгөгдлийн шугамын портын D+ ба D- шугам гэх мэт байж болно. Ерөнхий горимын шуугиан үүсэхээр ижил газрын потенциалтай дамжуулах шугамуудын хооронд шуугианыг дарангуйлах шаардлагатай болчихож болно.

Ерөнхий горимын индукцлэлийг хэрхэн ашиглахыг тодорхойлохын тулд эхлээд ерөнхий горимын шуугианы үүсэх механизмыг ойлгох шаардлагатай. Зураг.2-т (Infineon компаний 60Вт-ын трансформаторын загвар: DEMO_5QSAG_60W1) оролтын хэсэг нь 85~300VAC хувьсах гүйдлийн оролт бөгөөд L, N утаснууд нь туслах газардуулга дээр тулгуурлан ерөнхий газартай холбогдоно. Бодит байдал дээр Green Line гэсэн газардуулгын утас мөн энэ туслах газар руу холбогдож байна. Одоо L болон N утаснууд нь цахилгаан хэлхээний хэсэг болон Flyback трансформаторын анхны талын хөрш холбогдсон байна. Q11 транзисторыг гол цахилгаан түлхүүр болгон ашигладаг ба 800В-ын супер зангилаат MOSFET транзистор IPA80R600P7 бөгөөд Rds(он)-ын хамгийн их утга нь 600мОм байна. Дулаан ялгаралтыг хязгаарлахын тулд хөргөлтийн орчин (алюминийн хөргөгч савх) -г түүний гадна талд бэхэлдэг бөгөөд энэ нь өндөр хүчдэлийн пин-үүдийн газар руу холбогдох далд багтаамжийг нэмэгдүүлж, багтаамжийн холболтоор өндөр хүчдэл, өндөр давтамжтай оролтын хүчдэлийг шуугиантай потенциалд хувиргадаг. Оролтын портын L, N утаснууд мөн туслах газар дамжуулан энэ потенциалыг хүлээн авч ерөнхий шуугианы эх үүсвэр болдог. Багтаамжийн холболт нь EMC шалгалтанд зайлшгүй тулгардаг дамжуулалтын шалгалтын үед тохиолддог ерөнхий шуугианы гол эх үүсвэр бөгөөд AC-DC хэлбэрээр ажилладаг янз бүрийн топологитой цахилгаан эх үүсвэрүүдэд өргөнөөр тархсан байдаг. Мөн трансформаторын анхдагч болон хоёрдогч талд олон жижиг гүйдлийн хэлхээнүүд байдаг бөгөөд эдгээр хэлхээнүүд нь индукцийн холболтоор үүсэх шуугианы гүйдлийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь таамаглахад хэцүү ерөнхий эсвэл ялгаатай горимын шуугианыг үүсгэдэг. Иймд энэ нь EMC-ийн сайжруулалтад олон төрлийн тодорхойгүй байдлыг бий болгодог бөгөөд энэ нь имитацийн программ дээр суурилсан цахилгаан соронзон нийцэх чадварыг хийх боломжгүй байлгаж байгаагийн шалтгаан юм.

1.png

2.png

Зураг 2. EMI-ийн харгалзах стратегийн бүрэлдэхүүн хэсгийн жишээ (Infineon DEMO_5QSAG_60W1)

Ерөнхий горимын шуугианы хэмжээг тооцоолохын тулд ерөнхий шуугианы хэлхээн дээрх огтлоочийн багтаамжийг үлгэр болгон авах нь ихэвчлэн арван пикофарадын хүрээнд байдаг. Зураг 2-д үзүүлсэн жишээнд 20пФ багтаамжтай гэж үзвэл, оролтын цахилгаан эх үүсгэгч нь 230Vac байхад гол цахилгаан түлхүүрийн ажиллагааны давтамж нь 200КHz байхад түлхүүрлэгдэх болон хаагдах нийт импульсын өргөн нь 1 мкм бөгөөд ирмэг дээрх болон унах хугацаа харгалзан 0.2 мкм байна. Оролтын төгсгөлийн хамгийн өндөр хүчдэл нь 1.jpg, түлхүүрээр дамжуулан хувьсах гүйдлийн ачааллын коэффициент нь 2.jpg. Спектрийн нягтын тархалтын эхний муруйлтын давтамж нь:

3.jpg

Спектрийн нягтын тархалтын эхний сав (1-р гармоник 1-р гармоник) дээрх харгалзах хүчдэл нь:

4.jpg

                         

Ерөнхий горимын шуугиан бүхий хэлхээнд ерөнхий горимын индуктор холбоогүйгээр ерөнхий горимын гүйдлийн хамгийн их утгыг олон хувилбартай эсэргүүцэл (жишээ нь, утасны эсэргүүцэл, паразит индукцлэл гэх мэт)-ийг тооцохгүйгээр үнэлж болно. Энэ нь Зураг.3-т харуулсан байна. LISN (шугаман импедансын тогтворжуулагч сүлжээ) холбосон үед ерөнхий горимын гүйдлийн хэмжээ нь дараах байдалтай байна:

5.jpg

                 

Тиймээс LISN порт дээрх дамжуулалтын туршилтын хүлээн авагчаар (спектрийн анализатор) хүлээн авах ерөнхий горимын шуугианы хүчдэлийн далайц нь дараах байдалтай байна:

1.jpg

                  

Хотхон туршилтын хүлээн авагчаар тогтоосон үнэн зөв үр дүн нь дараах байдалтай байна:

2.jpg

               

Өөрөөр хэлбэл, ерөнхий горимын шуугиан ба ялгаатай горимын шуугианы далайцууд давхцаж байна. Гэсэн хэдий ч ерөнхий горимыг л дарж чадвал эцсийн туршилтын үр дүн сайжирна. Тиймээс жишээ нь, EN55022 стандартын дагуу харилцаа холбоо, аж үйлдвэрийн хэрэглээнд захирагдах EMC стандартын дагуу QP далайц нь 150KHz-500KHz мужид 1.jpg-аас доош байх ёстой. Тиймээс хамгийн их 2.jpgэнд хамгийн их дуу чимэг хорогдуулах шаардлагатай. -20дБ-ийн сулрах зорилт жишээ болгон авч үзвэл энгийн тооцооллоор ерөнхий горимын хэлхээн дэхь гол импеданц нь ойролцоогоор 25К Ω байдаг. Зураг 4-д үзүүлснээр шаардлагатай ерөнхий горимын импеданц нь ойролцоогоор 250К Ω байх ёстой бөгөөд энэ нь 125мГн ерөнхий горимын индуктор болгон хувиргаж болно.

1.png

Зураг.3 EMC туршилтын дамжуулалтын туршилтын схем (ерөнхий горимын дуу чимэг, ялгаатай горимын дохионы хэлхээний диаграмм)

2.png

Зураг.4 Шүүлийн оруулж агуулсан алдагдалын хэлхээний (зүүн) хамаарал ба харгалзах сулрах далайв, шүүлийн импеданцын хамаарал (баруун)

Цахилгааны шугам дээрх ерөнхий горимын индукцлэлийн хэрэглээнээс гадна ерөнхий горимын индукцлэл нь USB 3.0, HDMI, LAN гэх мэт өндөр хурдны импульсын шугам эсвэл CAN BUS, SPI эсвэл RS232, RS485 гэх мэт зарим LVDS импульсын шугамууд дээр ч мөн түгээмэл байдаг. Импульсын шугам дээр ерөнхий горимын ороомог ашиглах нь мөн холболтын тодорхой заавар зөвшөөрөх ерөнхий горимын шуугианыг дарах үүрэгтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эхэнд дурдсанчлан илүү чухал нь цахилгаан гүйдлийн нөхөн олголтын эффект юм, өөрөөр хэлбэл цахилгаан гүйдлийн нөхөн олголтын төрлийн ерөнхий горимын ороомог юм.

Зураг.5-д үзүүлсэн шиг, хурдан дохионы шугам нь ерөнхийдөө дифференциал дамжуулалтыг ашигладаг. Дохионы шугам дээр эсэргүүцэл, салаа баяжуулах конденсатор, тархаж байрласан индукцитэй байдаг. Хоёр утас хоорондоо ихээсээ бага болтол тусгаарлагдсан учраас салаа баяжуулах конденсаторыг бууруулах боломжтой боловч тархаж байрласан индукцийг арилгах боломжгүй. Иймд хүлээн авагчийн оролтын индукцийн ялгаа үүсдэг бөгөөд шугам дээрх холболтын гүйдэл нь дохионы зураг дээр хаана нь ч харагдахгүй байна. Эдгээр чимэг нь хүлээн авагчийн хоёр төгсгөлд дамжуулах шугамын тэгш хэмийн дагуу жигд тархдаг. Одоо хүлээн авагчийн оролтын байрлалд ердийн горимын индукцийг байрлуулсан тул хүлээн авагчийн хоёр төгсгөлд үүссэн ижил хэмжээний чимэг нь ердийн горимын индукцийн ороомог цагирагтай холбогдож арилгагддаг бөгөөд дохионы чимэг бууруулдэг. Өөрөөр хэлбэл, гүйдлийн компенсацын нөлөө нь хүлээн авагчийн оролтын чимэгтийг бууруулдаг.

1.png

Зураг 6. Ялгаатай дохионуудын дамжуулах процессыг дамжуулах шугамаар илгээгч төгсгөлөөс хүлээн авагч төгсгөл рүү (зүүн) дамжуулж, хүлээн авагч төгсгөлд ерөнхий горимын индуктор ашигласнаар сайжруулах (баруун)

Цахилгаан дохионы нүдний диаграммын хувьд Зураг 6-д үзүүлсэн шиг, шугамын салаа индукцлэлийн учраас орж ирсэн алдагдлыг бууруулах замаар дохио ба шуугианы харьцаа сайжирна. Энэ нь урт дамжуулалтын шугам эсвэл өндөр хурдны дохионы шугамд чухал юм. Ерөнхийдөө дээрх захиалсан дохионы цонхнуудад ашигладаг дамжуулалтын шугам нь ихэвчлэн 90~120 Ом импеданстай байдаг. Тодорхой дохионы зурвасын өргөн шаардлагын дагуу ерөнхий импульсын индукторуудыг 1-ээс 10 дахин хүртэлх хэмжээнд сонгоно. Ингэснээр -6dB-оос -20dB хүртэлх ерөнхий горимын дарангуйлалт үзүүлнэ. Энэ нь өмнө дурдсан цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээнтэй адилхан ерөнхий горимын шуугианы хэлхээний импедансын хэмжээнээс хамаарна. Мэдээж, давтамж нэмэгдэх тусам (өндөр хурдны дохио дамжуулах шаардлагаас болоод) системийн ерөнхий импульсын импеданс буурч, хэт их индукцлэл олгох нь шүүлтийн зурвасын өргөнийг нарийсгана. Иймд сонгож авсан индукцлэл нь өндөр хурдны дохио дамжуулах шаардлагатай таарч байгаа эсэхийг шалгах нь зүйтэй.

1.png

2.png

3.png

Зураг 6. Ялгаварт дамжуулалтын шугам дээрх сигналын чанарын схемийн зураг

iII. Коммон мод нөхөн хортой нөлөө

Тэгвэл энгийн горимын чимэг юу вэ? ЭМС-ийн шалгалтанд хэлхээн дээрх энгийн горимын чимэг дарах асуудалд анхаарлаа хандуулах нь яагаад чухал байдаг вэ? Тодорхойлсон ЭМС-ийн баталгаажуулалтын стандартыг хангахын тулд энгийн болон ялгавартай горимын дохиоллын далайцыг хязгаарлах, бүтээгдэхүүний аюулгүй байдлыг хангах, цахилгаан хэрэгслийн хэрэглээний талаас гарч болох цахилгаан сүлжээ эсвэл зэргэлдээ байрших төхөөрөмжүүдэд учруулах боломжит халдлагыг багасгах зэрэг шалтгаантай. Хоёр дахь нь цахилгаан хүчдэлийн бүтэн байдал болон дохиоллын бүтэн байдал үзлээс харвал ихэнх цахилгаан хэрэгсэл, аппаратын удирдлагууд нь бага хүчдэл дээр ажилладаг бөгөөд нэмэлт чимэгт хүчдэл нь удирдлагын дохиолол эсвэл дамжуулагдсан мэдээлэлд алдаа гаргаж, ажиллагааг зогсоож болзошгүй юм. Эдгээр гажгууд нь хэлхээний самбар болон түүний орчин үеийн RF соронзон халдлагаас гарч ирж болно. Жишээ нь гар утасны холболт тасрах, радио долгионы чимэг г.м. Эцэст нь хэт их энгийн горимын чимэг том энгийн горимын хэлхээ эсвэл антенны адил төстэй дамжуулагчид өндөр давтамжийн цацрагаар орчин тойронд цацагдах магадлалтай бөгөөд энэ нь хүнд харагдахгүй боловч урт хугацаанд эрүүл мэндэд халдлага учруулж болно.

Асуудлыг хялбарчлахын тулд бид шугамын дамжуулалтыг Герцийн соронзон хослолтой эквивалентчилж, 7-р зурагт үзүүлсэн ерөнхий горимын шуугианы цацрагийн загварыг гаргаж авдаг. Туршилтын цэг ба ерөнхий горимын дамжуулах шугамын төвийн хоорондох зай нь d бөгөөд энэ нь хэвийн тохиолдолд хэлхээний хэмжээнээс олон дахин их байдаг тул энэ нь холын талбайн туршилтын цэг юм. Тиймээс антенны цацрагийн холын талбай дахь түүний талбайн хүч нь:

1.jpg

                   

Түүн дотор 1.jpgцацаргах долгионы уртад харгалзах фазын тогтмол 2.jpgтуршилтын байрлалуудын хоорондох зай 3.jpgантенны цацрагийн хэв маягаас θ градусаар хазайсан хавтгайн өнцөг бөгөөд Герцийн соронзон хослолтын хувьд 4.jpg, ба 5.png, антенны төрлөөс хамаарна. Холын цэгт хүрэх цацраг нь хоёр ерөнхий горимын шугамаас ирсэн өнцгийн нэгэн зэрэг үйлчилсэн учраас 6.jpgтиймээс:

1.jpg

Ерөнхий горимын шуугианы хувьд 7-р зургийг үзээрэй: 1.jpgболон 2.jpgтуршилтын цэг дээрх дээд цацрагийг дараах байдлаар олно:

3.jpg

        

Шугамын зай s хангалттай бага байвал 4.jpgТиймээс дараах байдлаар хялбарчилж болно:

5.jpg

Иймд коммутацийн горимын цацрагийн интенсив нь коммутацийн горимын дамжуулах шугамын урттай шууд хамааралтай бөгөөд зайнаас хамааран буурдаг. Энэ далайцын хэмжээний жишээ авч үзье: Коммутацийн горимын дамжуулах шугамын урт нь 1 метр, коммутацийн горимын гүйдлийн далайц нь 7.96 µA байна гэж үзвэл энэ нь FCC Class B-ийн 30MHz дээр 3 метрийн талбайн шалгах туршилтанд харгалзана. Цацрагийн интенсив нь дараах байдалтай байна.

1.jpg

Энэ интенсив нь яг стандарт хязгаартай тэнцүү юм. Хэрэв 3 метрийн туршилтын цэг дээр 1 метрийн дамжуулагч эсвэл хүн байвал 100 µV хүчдэл мэдрэгдэнэ. Ийм орчинд удаан хугацаагаар өртөх нь хүний эрүүл мэндэд их нөлөө үзүүлдэг ба цугларсан цацраг нь янз бүрийн архаг өвчин эсвэл тухайн эрхтэний гэмтэл үүсгэж болзошгүй юм. Энэ нь EMC сертификатжуулалтын чухал ач холбогдол юм.

1.png

Зураг 7 Коммутацийн горимын шугамын загвар ба туршилтын цэгийн диаграмм

Олон тооны түлхүүрийн хэлхээн дээрх долгионы бүтцийг трапецид долгион гэж ангилж болох бөгөөд түүний давтамжийн спектр нь хоёр үе шатанд буурдаг. 1.jpgруу 2.jpgдээд давтамжийн түвшний нэмэгдэлтэй холбоотой. Зүйлүүд нь анхны өнцгийн давтамж ба ирмэг дээрх цагийн хувьд өнцгийн давтамж юм. Дээрх дундаж горимын цацрагийн интенсив чадлын урвал эрчимтэй өснө. 3.jpg. Тиймээс дундаж горимын цахилгаан хангамж болон дөрвөлжин сигналын хэлхээнд дундаж горимын цацрагийн спектр нь зурагт үзүүлсэн шиг анх өсөөд дараа нь буурдаг байх тархалтын онцлогтой байна. Иймээс дунд хэсэг нь онцгой удирдах эсвэл дарах шаардлагатай хэсэг юм.

3.png

Зураг.8 Дундаж горимын шуугианы цацрагийн интенсив байдлын тархалт

4. Дундаж горимын индукторын сонголт

Цахилгаан шугамын хувьд коммутаторын горимын шуугианы эх үүсвэр нь харьцангуй тодорхой байдаг ч, тархсан хүчин зүйлсийг багажаар хэмжих нь хэцүү юм. Ихэнх тохиолдолд үр дүнг тестийн дараа шинжилгээ хийж ойролцоогоор тогтоодог тул хуримтлагдсан туршлага маш чухал юм. Энэ нийтлэлд коммутаторын индукторуудын хэрэглээг оруулж ирэхэд коммутаторын шуугианы далайцын онолын үнэлгээтэй болон харгалзах индукторын индукцлэлийн шаардлагыг эртний туршилтын эхний цэг болгон ашиглах боломжтой гэдгийг өмнө дурдсан.

Ерөнхийдөө, AC-DC хүчний оролтын шүүлтийн үе шатанд ашигладаг ердийн модын индуктор нь соронзон цөмийг битүү магнит замын цагирагаар хийдэг. Энэ нь маш бага нууц индукцлэлт, маш өндөр холбооны коэффициенттэй боломжийг олгодог. Энэ нь давуу тал юм. Өндөр оролтын хүчдэл ба харьцангуй бага ажиллагааны давтамжийн үед энэ нь өндөр далайцын ердийн горимын шуугианы далайцыг дарахын тулд сайн өндөр ердийн горимын импедантыг хангаж чаддаг. Соронзон материалын нэвтрүүлэлтийн чадвар нь индуктив хэсэгт хуваагддаг гэдгийг анхаарна уу 1.jpgболон алдагдлын хэсэг 2.jpgСоронзон зүрхэвч нь хамгийн өндөр импедансын шинж чанарын цэгт ойртох эсвэл түүнийг давах үед алдагдал нь импедансын гол хэсгийг эзэлнэ. Энэ үед шуугиан бууруулах нь индуктив импеданс ашиглан шуугианы далайцыг багасгах замаар биш, харин алдагдлын дулаанаар шуугианы энергийг шингээх замаар хийгдэнэ. Иймд, тохиромжтой насыны хэмжээ (хааяа хэт насыг идэвхжүүлэх нь импедансыг бууруудаг) шуугиан тусгаарлах үр дүнд нөлөөлөхгүй тул бид цахилгаан индукторуудад байдаг шиг насыг хайх шаардлагагүй.

Ерөнхий горимын индуктор сонгох үед. Индукцийн хэсгийн дифференциал хэлхээнд 99% -ийн индукцийн коэффициенттэй 1 мГн ороомог бүхий дутмаг индукц үүснэ. Дифференциал горимын шуугианы эсрэг тэмцэх (ихэвчлэн LC шүүлтийн мост) талаар бодолдоо энэ хэсгийн дутмаг индукцыг мөн тооцоолох шаардлагатай болно. Дутмаг индукцийн оновчтой хэмжээ нь дээд давтамжийн дифференциал горимын шуугианыг дарахад тусалдаг ч ерөнхий горимын индукторууд нь ихэвчлэн цахилгаан дамжуулах цөмийг ашигладаг тул өндөр гүйдлийн үед цөмийг ханасан байдаг ба энэ нь энерги хувиргах үр ашгийг болон шүүлтийн шуугианы полосыг нөлөөлдөг. Дутмаг индукцийн хувийг ихэсгэх нь ихэвчлэн квадрат эсвэл хүрээмэг цөмийн бүтцийг (UU цөм эсвэл PQ цөм гэх мэт) ашиглах, эсвэл асимметрийн ороомог ашиглах замаар хийж болно. 3.jpg) Тусгай сонголтыг хэрэглэгч дифференциал ба ерөнхий горимын тусгаарлагчийн ижил байдлыг тогтоох тестээр тодорхойлж, шаардлагатай эсэхийг нь шийднэ.

Ерөнхий горимын индукцлэлийн параметрүүдэд голчлон нэг талын индукцлэлийн утга, Rdc, Нэрлэсэн гүйдэл, хүчдэл, хүчдэлийн тэсвэр зэрэг багтана. Нэг талын индукцлэлийн утга нь ерөнхий горимын импеданцын хэмжээг тодорхойлохдоо чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Rdc нь утасны тогтмол гүйдлийн алдагдал бөгөөд энэ алдагдлаас үүдэлтэй температурын өсөлт нэрлэсэн гүйдлийн хязгаарыг тодорхойлдог. Эцэст нь өндөр хүчдэлийн шугам дээр ашиглагдаж байгаа тул хүчдэлийн хязгаар болон аюулгүй байдлын шаардлагыг тусдаа тэмдэглэдэг. Гэсэн хэдий ч хэрэглэгчид фильтрийн үр дүнг үнэлэхийг илүүд үздэг тул ерөнхийдөө техникийн гарын авлага нь эсэргүүцлийн онцлог муруйн хоёр хэлбэрийг олгож байдаг. Нэг нь Зураг 9-а-д үзүүлсэн ерөнхий горим/ялгаатай горимын эсэргүүцлийн хэлбэр, нөгөө нь Зураг 9-б-д үзүүлсэн dB-ийн оруулж өгөх алдагдлын хэлбэр юм. Эдгээр хоёр нь эквивалент бөгөөд 50 Ω+50 Ω систем рүү ерөнхий горим/ялгаатай горимын эсэргүүцлийг хөрвүүлэх замаар dB-ийн оруулж өгөх алдагдлын муруйн хэлбэр үүсдэг.

1.png

2(c882a32eea).png 

Зураг 9 (a) Ерөнхий горим/дифференциал горим импеданцын хэлбэр (b) Оруулж агуулсан алдагдал dB хэлбэр

Ижил ерөнхий горимын цуварцлын хувьд янз бүрийн хэмжээтэй баглаа боодол нь янз бүрийн гүйдлийн хэмжээнд болон шүүлтийн зурвасын өргөнд тохиромжтой: хэрэв хэмжээ нь том байвал соронзон цөмийн соронзон эсэргүүцэл багассан, ороомгийн нумын тоог багасгах боломжийг олгох тул зэс утасны диаметрийг томруулах, илүү их гүйдлийн гүйдлийг ашиглах боломжтой; индукцлэлийн утга өндөр байх эсвэл материал соронзон нэвтрэлтийн тогтвортой давтамж доогуур байвал шүүлтийн зурвасын өргөн нарийн байна. Ийм ерөнхий горимын индукторыг дугуй дотор байрлуулбал өндөр давтамжийн төгсгөлд шуугианыг дарах нөлөө үзүүлэхгүй байж болно.

Codaca Электроникийн ерөнхий горимын индукторууд одоогоор голчлон хоёр хэсэгт хуваагддаг: дохиоллын шугам ба цахилгааны шугам. 10 гаруй цуврал, 50-аас илүү өөр хэмжээтэй багц болон 300 орчим стандарт хэсгийн дугаартай. CAN BUS, RS485 гэх мэт дохиоллын шугам болон хэдэн ваттаас хэдэн киловаттын хүрэлцээтэй цахилгаан эх үүсгүүрт өргөн ашигладаг. Бидний судалгаа, хөгжүүлэлтийн технологийн баг нь туршилтаас эхлээд шинжилгээ хийх, эсвэл тохируулгын техникийн үзүүлэлтүүдийг захиалгаар хийх, мөн холбогдох EMC сертификатыг авахад хэрэглэгчдэд тусалдаг.

1.png

Тэмдэглэл

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

[2] CODACA Индукторын бүтээгдэхүүний мэдээлэл: www.codaca.com

[3] Clayton R.Paul. Электромагнетик нийцэлтийн үндэс. Хоёр дахь эдит. Wiley-interscience.

[4] Bhag Singh Guru ба Huseyin R. Hiziroglu. Электромагнетик талын онолын үндэс. Хоёр дахь эдит. Cambridge University Press.

Оюуны өмчийн хамгаалалтын тайлбар

CODACA "эсвэл" Codaca «Шэньчжэнь хотын бүртгэлтэй худалдааны марка юм» Codaca Электрон Компани, ХХК. Шэньчжэнь Кодака Электроник Ко., Лтд-ийн нийтэлсэн эсвэл тараасан оюуны өмчийн агуулга бүхий текст, өгөгдөл эсвэл бусад төрлийн нийтийн мэдээллийг ашиглах эсвэл дурьдах нь Шэньчжэнь Кодака Электроник Ко., Лтд-ийн оюуны өмчийн хамгаалалтын хүрээнд байна. Шэньчжэнь Кодака Электроник Ко., Лтд нь оюуны өмчийн зарим тунхаглал, эрхийг хамгаалах болон бусад хамгаалалтын эрхийг хүссэнээрээ хадгална. Таньд холбогдох асуудлын хувьд ямар нэгэн оюуны өмчийн зөрчил үүсэх боломжгүйг тодруулахын тулд шаардлагатай тохиолдолд Шэньчжэнь Кедажа Электроникс Ко., Лтд-тэй холбоо бариа уу.