EN
SZYBKI DOSTĘP
Podczas projektowania obwodów, jeśli standardowe dławiki wspólnego trybu nie spełniają wymagań, konieczne staje się dostosowanie produktu do indywidualnych potrzeb. To zapewnia, że wstrzymanie w trybie wspólnym może spełnić wymagania obwodu pod względem tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych (EMI), układu strukturalnego oraz innych specyfikacji. Dostosowanie dławika wspólnego trybu wymaga wyboru odpowiednich materiałów i struktury produktu na podstawie rzeczywistego scenariusza zastosowania oraz wymaganych parametrów wydajności. Dla inżyniera projektującego jasne określenie tych potrzeb jest krytycznym pierwszym krokiem.
1.Definicja dławika wspólnego trybu
Najpierw wyjaśnijmy, czym jest dławik wspólnego trybu.
Definicja: Dławik wspólnego trybu, znany również jako cewka dławika wspólnego trybu, składa się z dwóch cewek o tej samej liczbie zwojów nawiniętych w przeciwnych kierunkach na pojedynczym zamkniętym rdzeniu magnetycznym. Wykazuje bardzo wysoką impedancję względem zakłóceń wspólnego trybu, co pozwala tłumić interferencje wspólnego trybu. Z drugiej strony, ma bardzo niską impedancję względem sygnałów różnicowych, co powoduje praktycznie brak tłumienia sygnału użytecznego.
Zasada: Zgodnie z regułą prawej ręki, gdy przez uzwojenia płynie prąd wspólnego trybu, pola magnetyczne generowane przez dwie cewki wzmacniają się wzajemnie (Rysunek 1). Powoduje to, że cały element wykazuje wysoką impedancję, co osłabia sygnał zakłócający. Gdy płynie prąd trybu różnicowego, wytworzone pola magnetyczne są równe i przeciwne, wzajemnie się niwelując (Rysunek 2). To pozwala sygnałowi prądu użytecznego przechodzić bez zmian. Dlatego właśnie dławiki wspólnego trybu są stosowane w obwodach do tłumienia interferencji wspólnego trybu.
Rysunek 1: Gdy płynie prąd w trybie wspólnym, pola magnetyczne wzmacniają się wzajemnie
Rysunek 2: Gdy płynie prąd w trybie różnicowym, pola magnetyczne znoszą się wzajemnie
2.Główne kategorie dławików przeciwzakładowych
Dławiki przeciwzakładowe można podzielić na dwie główne kategorie ze względu na ich zastosowanie: dławiki przeciwzakładowe dla linii sygnałowych i dławiki przeciwzakładowe dla linii zasilających .
Poniżej przedstawiono standardową klasyfikację produktów oraz odpowiadające im modele dławików przeciwzakładowych dostępnych na stronie Codaca oficjalnej. Strona jest dostępna tutaj:
https://www.codaca.com/Productsctr_Common-Mode-Choke.html
Rysunek 3: Dławik przeciwzakładowy dla linii sygnałowej
Rysunek 4: Dławik wspólnego trybu linii zasilającej
Interpretacja parametrów:
Na przykładzie dławika przeciwzwarciowego Codaca CPSQ1515L-203 jako przykład:
Tabela 1: Parametry charakterystyczne dławika przeciwzwarciowego CPSQ1515L-203
① Indukcyjność: Przy tych samych warunkach częstotliwości i pojemności pasożytniczej, większa indukcyjność oznacza wyższą impedancję.
② Impedancja: Wyższa impedancja zapewnia lepszą skuteczność filtracji. Wartość impedancji zmienia się w zależności od częstotliwości.
Rysunek 5: Krzywa charakterystyczna impedancji w funkcji częstotliwości dla dławika przeciwzwarciowego CPSQ1515L-203
③ Rezystancja stałoprądowa (DCR): Rezystancja występująca na zaciskach dławika w warunkach prądu stałego; zazwyczaj preferowana jest niższa wartość DCR.
④ Prąd znamionowy: Maksymalny prąd, jaki dławik może przewodzić ciągle bez przegrzewania.
⑤ Napięcie znamionowe: Napięcie, przy którym obwód jest zaprojektowany do normalnej pracy.
⑥ Hi-pot (napięcie wytrzymałościowe): Napięcie, które uzwojenie może wytrzymać między zwojami lub między uzwojeniami przez określony czas bez przebicia.
⑦ Zakres temperatury pracy: Zakres temperatur, w którym komponent może niezawodnie funkcjonować.
3. 6 kroków dostosowania dławika przeciwzwarciowego
Gdy standardowe produkty nie spełniają potrzeb klienta, konieczne jest dostosowanie dławika przeciwzwarciowego. Po wyjaśnieniu definicji, zasady działania i parametrów dławików przeciwzwarciowych omówimy teraz, jak dostosować odpowiedni produkt dla klienta.
Krok 1: Sprecyzowanie wymagań klienta
Analiza scenariusza zastosowania: Przeprowadź kompleksową analizę przypadku użycia dławika przeciwzwarciowego. Obejmuje to konkretne zastosowanie (które określa wymaganą klasę produktu – motoryzacyjną lub przemysłową), napięcie pracy, prąd oraz częstotliwość pracy. Czynniki te bezpośrednio wpływają na projekt i dobór dławika przeciwzwarciowego.
Krok 2: Określenie parametrów charakterystycznych
Indukcyjność: Indukcyjność jest jednym z najważniejszych parametrów wydajności dławika przeciwzwarciowego i bezpośrednio wpływa na jego zastosowanie. Wymaganą indukcyjność należy określić na podstawie konkretnego przypadku użycia.
Wzór na obliczenie minimalnej wymaganej indukcyjności dławika przeciwzwarciowego w obwodzie filtrującym (pomijając pojemność pasożytniczą) jest następujący:
Gdzie 
jest wymaganą wartością impedancji przy częstotliwości 
.
Impedancja: Możliwość dławika przeciwzwarciowego do tłumienia zakłóceń wspólnych jest ściśle związana z jego impedancją. Odpowiednią wartość impedancji należy dobrać na podstawie pożądanego efektu filtrowania.
Krok 3: Wybierz odpowiednie materiały i strukturę produktu
Materiał rdzenia: Rdzeń służy do zwiększania przenikalności magnetycznej cewki, co powoduje wzrost intensywności indukcji magnetycznej w uzwojeniu i tym samym zwiększa wartość indukcyjności. Zazwyczaj wybiera się materiały o wysokiej przenikalności magnetycznej, takie jak ferryty o wysokiej przenikalności, materiały amorficzne lub nanokrystaliczne. Wybór materiału rdzenia bezpośrednio wpływa na parametry cewki, a odpowiedni materiał może również pomóc zmniejszyć fizyczne wymiary produktu.
Materiał cewki: Cewka jest zwykle nawijana z drutu miedzianego. Liczba zwojów i średnica drutu są projektowane na podstawie wymaganej indukcyjności oraz wartości skutecznej prądu.
Wzór na obliczenie indukcyjności to:
μ 0= Przenikalność magnetyczna próżni
μ ciem do góry = Względna przenikalność magnetyczna rdzenia
A ciem do góry = Skuteczna powierzchnia przekroju poprzecznego rdzenia
l ciem do góry = Skuteczna długość drogi magnetycznej rdzenia
N = Liczba zwojów cewki
Jak wynika ze wzoru, aby osiągnąć miniaturyzację produktu, można rozważyć użycie rdzenia o wyższej przenikalności magnetycznej, co pozwala zmniejszyć objętość rdzenia.
Projekt konstrukcyjny: W oparciu o układ płytki obwodu klienta zaprojektuj racjonalnie strukturę produktu pionową lub poziomą oraz wybierz typ obudowy przelotowej lub do montażu powierzchniowego, aby zapewnić prawidłową instalację dławika.
Krok 4: Odniesienie do norm bezpieczeństwa
Zapoznaj się z normami bezpieczeństwa, takimi jak IEC 60664-1 lub wewnętrznymi standardami klienta.
Krok 5: Wzięcie pod uwagę czynników środowiskowych
Środowisko pracy wpływa również na właściwości elektryczne cewki. Podczas projektowania dławika przeciwzakłoceniowego należy wziąć pod uwagę takie czynniki środowiskowe, jak temperatura, wilgotność i sposób chłodzenia, aby zapewnić stabilną pracę w rzeczywistych warunkach eksploatacji.
Krok 6: Testowanie wydajności i optymalizacja
Po dostosowaniu dławik przeciwzakłoceniowy musi zostać poddany testom wydajności, w tym pomiarom indukcyjności, impedancji i innych parametrów. Jeśli wyniki testów nie spełniają wymagań, projekt należy zoptymalizować, aż będzie odpowiadał potrzebom aplikacji.
4.Podsumowanie
Podsumowując, dostosowanie odpowiedniego dławika przeciwzakładowego wymaga kompleksowego rozważenia wielu czynników, w tym potrzeb aplikacyjnych klienta, materiałów i konstrukcji, parametrów wydajności, wymagań bezpieczeństwa, czynników środowiskowych oraz testowania i optymalizacji działania. Tylko dzięki naukowej analizie i racjonalnemu projektowaniu można zagwarantować, że dostosowany dławik przeciwzakładowy spełni wymagania rzeczywistych zastosowań.
Zespół ds. badań i rozwoju w Codaca Electronics posiada duże doświadczenie w niestandardowym opracowywaniu dławików przeciwzakładowych. Możemy szybko zaproponować odpowiednie rozwiązania produktowe dla różnych scenariuszy zastosowań klientów. Zapraszamy do kontaktu w celu uzyskania konsultacji i dodatkowych informacji.