스위칭 전원 공급 장치의 EMC 설계에 자기 비드 적용
1 페라이트 전자기 간섭 억제 부품
페라이트는 입방격자 구조를 가진 페리자성 물질이다. 제조공정과 기계적 성질이 세라믹과 유사하며, 색상은 회흑색을 띤다. 전자기 간섭 필터에 자주 사용되는 자기 코어 유형은 페라이트 소재입니다. 많은 제조업체는 전자기 간섭 억제에 특별히 사용되는 페라이트 재료를 제공합니다. 이 소재는 고주파수에서 매우 높은 손실이 특징입니다. 전자기 간섭을 억제하는 데 사용되는 페라이트의 경우 가장 중요한 성능 매개변수는 투자율 μ 및 포화 자속 밀도 Bs입니다. 투자율 μ는 복소수로 표현할 수 있으며 실수부는 인덕턴스, 허수부는 손실을 나타내며 주파수가 증가함에 따라 증가합니다. 따라서 등가 회로는 인덕터 L과 저항 R로 구성된 직렬 회로입니다. L과 R은 모두 주파수의 함수입니다. 와이어가 이 페라이트 코어를 통과할 때 형성되는 유도 임피던스는 주파수가 증가함에 따라 형태가 증가하지만 그 메커니즘은 주파수에 따라 완전히 다릅니다.
저주파 대역에서 임피던스는 인덕터의 유도성 리액턴스로 구성됩니다. 저주파에서는 R이 매우 작고 자기 코어의 투자율이 높기 때문에 인덕턴스가 큽니다. L이 중요한 역할을 합니다. 전자기 간섭이 반사되고 억제됩니다. 이때 자기 코어 손실은 작으며 전체 장치는 손실이 적고 Q 특성이 높은 인덕터입니다. 이 인덕터는 공진을 일으키기 쉽습니다. 따라서 저주파 대역에서는 페라이트 비드를 사용한 후 간섭이 강화되는 경우가 있습니다.
고주파수 대역에서 임피던스는 저항 성분으로 구성됩니다. 주파수가 증가할수록 자기 코어의 투자율이 감소하여 인덕터의 인덕턴스가 감소하고 유도성 리액턴스 성분이 감소합니다. 그러나 이때 자기코어의 손실이 증가하여 저항성분이 증가하게 된다. , 총 임피던스가 증가합니다. 고주파 신호가 페라이트를 통과할 때 전자기 간섭이 흡수되어 열 에너지로 변환되어 소멸됩니다.
페라이트 억제 부품은 인쇄 회로 기판, 전력선 및 데이터 라인에 널리 사용됩니다. 인쇄회로기판의 전원선 입구단에 페라이트 억제 부품을 추가하면 고주파 간섭을 걸러낼 수 있습니다. 페라이트 자기 링 또는 자기 비드는 신호선 및 전력선의 고주파 간섭 및 스파이크 간섭을 억제하는 데 특별히 사용됩니다. 또한 정전기 방전 펄스 간섭을 흡수하는 기능도 있습니다.
2 자기 비드의 원리와 특성 중앙 구멍의 와이어를 통해 전류가 흐르면 자기 비드 내부에 순환 자기 트랙이 생성됩니다. EMI 제어에 사용되는 페라이트는 대부분의 자속을 재료의 열로 소멸하도록 구성되어야 합니다. 이 현상은 인덕터와 저항기의 직렬 조합으로 시뮬레이션할 수 있습니다. 그림 2와 같이
두 성분의 수치는 자기 비드의 길이에 비례하며, 자기 비드의 길이는 억제 효과에 큰 영향을 미칩니다. 자기 비드의 길이가 길수록 억제 효과가 좋아집니다. 신호 에너지는 자기 비드에 자기적으로 결합되므로 주파수가 증가함에 따라 인덕터의 리액턴스와 저항이 증가합니다. 자기 결합의 효율은 공기에 대한 비드 재료의 자기 투자율에 따라 달라집니다. 일반적으로 자기 비드를 구성하는 페라이트 재료의 손실은 공기에 대한 자기 투자율을 통해 복잡한 양으로 표현될 수 있습니다.
자성체는 종종 이 비율을 사용하여 손실 각도를 특성화합니다. EMI 억제에 사용되는 부품에는 큰 손실각이 필요합니다. 이는 대부분의 간섭이 반사되지 않고 소멸된다는 것을 의미합니다. 현재 사용 가능한 다양한 페라이트 재료는 설계자에게 다양한 상황에서 자기 비드를 사용할 수 있는 폭넓은 선택권을 제공합니다.
