ફિલ્ટર કેપેસિટર્સ, કોમન-મોડ ઇન્ડક્ટર્સ અને મેગ્નેટિક બીડ્સ EMC ડિઝાઇન સર્કિટ્સમાં સામાન્ય આંકડાઓ છે, અને તે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપને દૂર કરવા માટે ત્રણ શક્તિશાળી સાધનો પણ છે.
સર્કિટમાં આ ત્રણની ભૂમિકા માટે, હું માનું છું કે ત્યાં ઘણા ઇજનેરો છે જે સમજી શકતા નથી, ત્રણ EMC તીક્ષ્ણ દૂર કરવાના સિદ્ધાંતના વિગતવાર વિશ્લેષણની ડિઝાઇનમાંથી લેખ.
1.ફિલ્ટર કેપેસિટર
ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજને ફિલ્ટર કરવાના દૃષ્ટિકોણથી કેપેસિટરનો પડઘો અનિચ્છનીય હોવા છતાં, કેપેસિટરનો પડઘો હંમેશા નુકસાનકારક નથી.
જ્યારે ફિલ્ટર કરવાના અવાજની આવર્તન નક્કી કરવામાં આવે છે, ત્યારે કેપેસિટરની ક્ષમતાને સમાયોજિત કરી શકાય છે જેથી રેઝોનન્ટ પોઈન્ટ માત્ર વિક્ષેપની આવર્તન પર પડે.
પ્રેક્ટિકલ એન્જિનિયરિંગમાં, ફિલ્ટર કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજની આવર્તન ઘણીવાર સેંકડો મેગાહર્ટ્ઝ જેટલી ઊંચી હોય છે અથવા તો 1GHz કરતાં પણ વધુ હોય છે. આવા ઉચ્ચ આવર્તન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજ માટે, અસરકારક રીતે ફિલ્ટર કરવા માટે થ્રુ-કોર કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.
સામાન્ય કેપેસિટર્સ ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજને અસરકારક રીતે ફિલ્ટર કરી શકતા નથી તેનું કારણ બે કારણો છે:
(1) એક કારણ એ છે કે કેપેસિટર લીડનું ઇન્ડક્ટન્સ કેપેસિટર રેઝોનન્સનું કારણ બને છે, જે ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલ માટે મોટો અવરોધ રજૂ કરે છે, અને ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલની બાયપાસ અસરને નબળી પાડે છે;
(2) બીજું કારણ એ છે કે વાયર વચ્ચેની પરોપજીવી કેપેસીટન્સ ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલને જોડે છે, ફિલ્ટરિંગ અસર ઘટાડે છે.
થ્રુ-કોર કેપેસિટર ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજને અસરકારક રીતે ફિલ્ટર કરી શકે છે તેનું કારણ એ છે કે થ્રુ-કોર કેપેસિટરને માત્ર એ જ સમસ્યા નથી હોતી કે લીડ ઇન્ડક્ટન્સને કારણે કેપેસિટર રેઝોનન્સ આવર્તન ખૂબ ઓછી છે.
અને થ્રુ-કોર કેપેસિટર સીધા મેટલ પેનલ પર ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે, મેટલ પેનલનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ-આવર્તન અલગતાની ભૂમિકા ભજવે છે. જો કે, થ્રુ-કોર કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ધ્યાન આપવાની સમસ્યા એ ઇન્સ્ટોલેશન સમસ્યા છે.
થ્રુ-કોર કેપેસિટરની સૌથી મોટી નબળાઈ એ ઉચ્ચ તાપમાન અને તાપમાનની અસરનો ડર છે, જે મેટલ પેનલ પર થ્રુ-કોર કેપેસિટરને વેલ્ડિંગ કરતી વખતે ભારે મુશ્કેલીઓનું કારણ બને છે.
વેલ્ડીંગ દરમિયાન ઘણા કેપેસિટરને નુકસાન થાય છે. ખાસ કરીને જ્યારે પેનલ પર મોટી સંખ્યામાં કોર કેપેસિટર ઇન્સ્ટોલ કરવાની જરૂર હોય, જ્યાં સુધી કોઈ નુકસાન હોય ત્યાં સુધી તેને રિપેર કરવું મુશ્કેલ છે, કારણ કે જ્યારે ક્ષતિગ્રસ્ત કેપેસિટર દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે અન્ય નજીકના કેપેસિટરને નુકસાન પહોંચાડશે.
2.સામાન્ય મોડ ઇન્ડક્ટન્સ
કારણ કે EMC જે સમસ્યાઓનો સામનો કરે છે તે મોટે ભાગે સામાન્ય મોડ હસ્તક્ષેપ છે, સામાન્ય મોડ ઇન્ડક્ટર્સ પણ અમારા સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા શક્તિશાળી ઘટકોમાંથી એક છે.
કોમન મોડ ઇન્ડક્ટર એ કોર તરીકે ફેરાઈટ સાથેનું કોમન મોડ ઈન્ટરફેન્સ સપ્રેસન ડિવાઈસ છે, જેમાં એક જ કદના બે કોઇલ હોય છે અને સમાન ફેરાઈટ રીંગ મેગ્નેટિક કોર પર સમાન સંખ્યાના વળાંકો સમપ્રમાણરીતે ઘા કરે છે અને ચાર-ટર્મિનલ ઉપકરણ બનાવે છે, જે સામાન્ય મોડ સિગ્નલ માટે મોટી ઇન્ડક્ટન્સ સપ્રેસન ઇફેક્ટ અને ડિફરન્સિયલ મોડ સિગ્નલ માટે નાના લિકેજ ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવે છે.
સિદ્ધાંત એ છે કે જ્યારે સામાન્ય મોડ પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે ચુંબકીય રિંગમાં ચુંબકીય પ્રવાહ એકબીજાને સુપરઇમ્પોઝ કરે છે, આમ નોંધપાત્ર ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવે છે, જે સામાન્ય મોડ પ્રવાહને અટકાવે છે, અને જ્યારે બે કોઇલ વિભેદક મોડ પ્રવાહ દ્વારા વહે છે, ત્યારે ચુંબકીય પ્રવાહ ચુંબકીય રીંગમાં એકબીજાને રદ કરે છે, અને ત્યાં લગભગ કોઈ ઇન્ડક્ટન્સ નથી, તેથી વિભેદક મોડ પ્રવાહ એટેન્યુએશન વિના પસાર થઈ શકે છે.
તેથી, સામાન્ય મોડ ઇન્ડક્ટર સંતુલિત રેખામાં સામાન્ય મોડ હસ્તક્ષેપ સિગ્નલને અસરકારક રીતે દબાવી શકે છે, પરંતુ વિભેદક મોડ સિગ્નલના સામાન્ય ટ્રાન્સમિશન પર તેની કોઈ અસર થતી નથી.
સામાન્ય મોડ ઇન્ડક્ટર્સનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે ત્યારે નીચેની આવશ્યકતાઓને પૂરી કરવી જોઈએ:
(1) ત્વરિત ઓવરવોલ્ટેજની ક્રિયા હેઠળ કોઇલના વળાંકો વચ્ચે કોઈ બ્રેકડાઉન શોર્ટ સર્કિટ ન થાય તેની ખાતરી કરવા માટે કોઇલના કોર પરના વાયરને ઇન્સ્યુલેટેડ કરવું જોઈએ;
(2) જ્યારે કોઇલ તાત્કાલિક મોટા પ્રવાહમાંથી વહે છે, ત્યારે ચુંબકીય કોર સંતૃપ્ત થવો જોઈએ નહીં;
(3) ત્વરિત ઓવરવોલ્ટેજની ક્રિયા હેઠળ બે વચ્ચે ભંગાણ અટકાવવા માટે કોઇલમાં ચુંબકીય કોર કોઇલમાંથી અવાહક હોવું જોઈએ;
(4) કોઇલને શક્ય હોય ત્યાં સુધી એક જ સ્તરમાં ઘા કરવી જોઈએ, જેથી કોઇલની પરોપજીવી કેપેસિટીને ઓછી કરી શકાય અને કોઇલની ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજને પ્રસારિત કરવાની ક્ષમતાને વધારી શકાય.
સામાન્ય સંજોગોમાં, ફિલ્ટર કરવા માટે જરૂરી ફ્રિક્વન્સી બેન્ડની પસંદગી પર ધ્યાન આપતી વખતે, સામાન્ય-મોડ અવબાધ જેટલો મોટો હશે, તેટલો બહેતર છે, તેથી આપણે સામાન્ય-મોડ ઇન્ડક્ટરને પસંદ કરતી વખતે ઉપકરણના ડેટાને જોવાની જરૂર છે, મુખ્યત્વે અવબાધ આવર્તન વળાંક.
વધુમાં, પસંદ કરતી વખતે, સિગ્નલ પર વિભેદક મોડ અવબાધની અસર પર ધ્યાન આપો, મુખ્યત્વે વિભેદક મોડ અવબાધ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો, ખાસ કરીને હાઇ-સ્પીડ બંદરો પર ધ્યાન આપો.
3.ચુંબકીય મણકો
પ્રોડક્ટ ડિજિટલ સર્કિટ EMC ડિઝાઇન પ્રક્રિયામાં, અમે ઘણીવાર ચુંબકીય માળખાનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, ફેરાઇટ સામગ્રી આયર્ન-મેગ્નેશિયમ એલોય અથવા આયર્ન-નિકલ એલોય છે, આ સામગ્રીમાં ઉચ્ચ ચુંબકીય અભેદ્યતા છે, તે ઉચ્ચ કિસ્સામાં કોઇલ વિન્ડિંગ વચ્ચે ઇન્ડક્ટર હોઈ શકે છે. આવર્તન અને ઉચ્ચ પ્રતિકાર જનરેટેડ કેપેસીટન્સ ન્યૂનતમ.
ફેરાઇટ સામગ્રીનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર થાય છે, કારણ કે ઓછી આવર્તન પર તેમની મુખ્ય ઇન્ડક્ટન્સ લાક્ષણિકતાઓ લાઇન પરના નુકસાનને ખૂબ જ ઓછી બનાવે છે. ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર, તે મુખ્યત્વે પ્રતિક્રિયાત્મક લાક્ષણિકતા ગુણોત્તર છે અને આવર્તન સાથે બદલાય છે. પ્રાયોગિક એપ્લિકેશનમાં, રેડિયો ફ્રિક્વન્સી સર્કિટ માટે ફેરાઇટ સામગ્રીનો ઉપયોગ ઉચ્ચ આવર્તન એટેન્યુએટર તરીકે થાય છે.
વાસ્તવમાં, ફેરાઇટ એ પ્રતિકાર અને ઇન્ડક્ટન્સના સમાંતર સાથે વધુ સારી રીતે સમકક્ષ છે, ઇન્ડક્ટર દ્વારા ઓછી આવર્તન પર પ્રતિકાર ટૂંકા-સર્કિટ થાય છે, અને ઉચ્ચ આવર્તન પર ઇન્ડક્ટર અવબાધ તદ્દન ઊંચું બને છે, જેથી વર્તમાન તમામ પ્રતિકારમાંથી પસાર થાય છે.
ફેરાઈટ એ એક ઉપભોક્તા ઉપકરણ છે જેના પર ઉચ્ચ-આવર્તન ઊર્જા ઉષ્મા ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે તેની વિદ્યુત પ્રતિકાર લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ફેરાઇટ ચુંબકીય માળખામાં સામાન્ય ઇન્ડક્ટર કરતાં વધુ સારી ઉચ્ચ-આવર્તન ફિલ્ટરિંગ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે.
ફેરાઇટ ઉચ્ચ આવર્તન પર પ્રતિરોધક છે, જે ખૂબ જ ઓછી ગુણવત્તાના પરિબળ સાથે ઇન્ડક્ટરની સમકક્ષ છે, તેથી તે વિશાળ આવર્તન શ્રેણી પર ઉચ્ચ અવબાધ જાળવી શકે છે, જેનાથી ઉચ્ચ આવર્તન ફિલ્ટરિંગની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે.
ઓછી આવર્તન બેન્ડમાં, અવરોધ ઇન્ડક્ટન્સથી બનેલો છે. ઓછી આવર્તન પર, આર ખૂબ નાનું છે, અને કોરની ચુંબકીય અભેદ્યતા વધારે છે, તેથી ઇન્ડક્ટન્સ મોટી છે. એલ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ પ્રતિબિંબ દ્વારા દબાવવામાં આવે છે. અને આ સમયે, ચુંબકીય કોરનું નુકસાન ઓછું છે, સમગ્ર ઉપકરણમાં ઓછું નુકસાન છે, ઇન્ડક્ટરની ઉચ્ચ Q લાક્ષણિકતાઓ, આ ઇન્ડક્ટર રેઝોનન્સ કરવા માટે સરળ છે, તેથી ઓછી આવર્તન બેન્ડમાં, કેટલીકવાર ઉન્નત હસ્તક્ષેપ થઈ શકે છે. ફેરાઇટ ચુંબકીય માળખાના ઉપયોગ પછી.
ઉચ્ચ આવર્તન બેન્ડમાં, અવબાધ પ્રતિકાર ઘટકોથી બનેલો છે. જેમ જેમ આવર્તન વધે છે તેમ, ચુંબકીય કોરની અભેદ્યતા ઘટે છે, પરિણામે ઇન્ડક્ટરના ઇન્ડક્ટન્સમાં ઘટાડો થાય છે અને ઇન્ડક્ટિવ રિએક્ટન્સ ઘટકમાં ઘટાડો થાય છે.
જો કે, આ સમયે, ચુંબકીય કોરનું નુકસાન વધે છે, પ્રતિકાર ઘટક વધે છે, પરિણામે કુલ અવબાધમાં વધારો થાય છે, અને જ્યારે ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલ ફેરાઇટમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ શોષાય છે અને સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત થાય છે. ગરમીનું વિસર્જન.
ફેરાઇટ સપ્રેસન ઘટકોનો વ્યાપકપણે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ, પાવર લાઇન અને ડેટા લાઇનમાં ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઉચ્ચ-આવર્તન દખલગીરીને ફિલ્ટર કરવા માટે પ્રિન્ટેડ બોર્ડના પાવર કોર્ડના ઇનલેટ એન્ડમાં ફેરાઇટ સપ્રેસન એલિમેન્ટ ઉમેરવામાં આવે છે.
ફેરાઇટ મેગ્નેટિક રિંગ અથવા ચુંબકીય મણકોનો ઉપયોગ ખાસ કરીને ઉચ્ચ-આવર્તન દખલગીરી અને સિગ્નલ લાઇન અને પાવર લાઇન પરની ટોચની દખલગીરીને દબાવવા માટે થાય છે, અને તે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ડિસ્ચાર્જ પલ્સ દખલગીરીને શોષવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે. ચિપ મેગ્નેટિક બીડ્સ અથવા ચિપ ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે વ્યવહારિક એપ્લિકેશન પર આધારિત છે.
રેઝોનન્ટ સર્કિટમાં ચિપ ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે બિનજરૂરી EMI અવાજને દૂર કરવાની જરૂર હોય, ત્યારે ચિપ મેગ્નેટિક મણકાનો ઉપયોગ શ્રેષ્ઠ પસંદગી છે.
ચિપ મેગ્નેટિક મણકા અને ચિપ ઇન્ડક્ટર્સની એપ્લિકેશન
ચિપ ઇન્ડક્ટર્સ:રેડિયો ફ્રીક્વન્સી (RF) અને વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશન્સ, ઇન્ફોર્મેશન ટેક્નોલોજી સાધનો, રડાર ડિટેક્ટર, ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, સેલ્યુલર ફોન, પેજર, ઓડિયો ઇક્વિપમેન્ટ, પર્સનલ ડિજિટલ આસિસ્ટન્ટ્સ (PDAs), વાયરલેસ રિમોટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ અને લો-વોલ્ટેજ પાવર સપ્લાય મોડ્યુલ્સ.
ચિપ ચુંબકીય માળા:ઘડિયાળ ઉત્પન્ન કરતી સર્કિટ, એનાલોગ અને ડિજિટલ સર્કિટ વચ્ચે ફિલ્ટરિંગ, I/O ઇનપુટ/આઉટપુટ આંતરિક કનેક્ટર્સ (જેમ કે સીરીયલ પોર્ટ, સમાંતર પોર્ટ, કીબોર્ડ, ઉંદર, લાંબા-અંતરના ટેલિકોમ્યુનિકેશન્સ, લોકલ એરિયા નેટવર્ક્સ), આરએફ સર્કિટ અને લોજિક ઉપકરણો માટે સંવેદનશીલ હસ્તક્ષેપ, પાવર સપ્લાય સર્કિટ્સ, કમ્પ્યુટર્સ, પ્રિન્ટર્સ, વિડિયો રેકોર્ડર્સ (VCRS), ટેલિવિઝન સિસ્ટમ્સ અને મોબાઇલ ફોન્સમાં EMI અવાજનું દમન.
ચુંબકીય મણકાનું એકમ ઓહ્મ છે, કારણ કે ચુંબકીય મણકાનું એકમ તે ચોક્કસ આવર્તન પર ઉત્પન્ન થતા અવબાધને અનુરૂપ નજીવું છે, અને અવબાધનું એકમ પણ ઓહ્મ છે.
ચુંબકીય મણકાની ડેટાશીટ સામાન્ય રીતે વળાંકની આવર્તન અને અવબાધ લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરશે, સામાન્ય રીતે પ્રમાણભૂત તરીકે 100MHz, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે 100MHz ની આવર્તન જ્યારે ચુંબકીય મણકાનો અવરોધ 1000 ohms ની સમકક્ષ હોય છે.
આપણે જે ફ્રિક્વન્સી બેન્ડને ફિલ્ટર કરવા માંગીએ છીએ તે માટે, આપણે ચુંબકીય મણકાનો અવરોધ જેટલો મોટો હોય તેટલો વધુ સારો, સામાન્ય રીતે 600 ઓહ્મ અથવા તેનાથી વધુ અવબાધ પસંદ કરવાની જરૂર છે.
વધુમાં, ચુંબકીય મણકાની પસંદગી કરતી વખતે, ચુંબકીય માળખાના પ્રવાહ પર ધ્યાન આપવું જરૂરી છે, જે સામાન્ય રીતે 80% દ્વારા ડીરેટેડ હોવું જરૂરી છે, અને પાવર સર્કિટમાં ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે વોલ્ટેજ ડ્રોપ પર DC અવબાધના પ્રભાવને ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-24-2023
