เนื่องจากความถี่การทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์โทรคมนาคม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)กลายเป็นความท้าทายที่เพิ่มมากขึ้น ที่10 เมกะเฮิรตซ์ถึง 600 เมกะเฮิรตซ์ช่วงความถี่เป็นปัญหาอย่างยิ่ง สัญญาณรบกวนความถี่สูง-อาจทำให้เกิดความล้มเหลวในการสื่อสาร USB, การสูญเสียแพ็กเก็ต CAN บัส และแม้กระทั่งป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์ส่งผ่านความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC)การทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด
หนึ่งแกนเฟอร์ไรต์ EMI เป็นหนึ่งในโซลูชันที่ได้รับการพิสูจน์แล้วและคุ้มค่าที่สุด-ในการลดสัญญาณรบกวนความถี่สูง-ประเภทนี้ ช่วยปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณ ลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า และเพิ่มประสิทธิภาพ EMC โดยรวมของระบบอิเล็กทรอนิกส์
ความท้าทายทั่วไปสำหรับวิศวกร
ลองจินตนาการว่าคุณกำลังดีบั๊กบอร์ดควบคุมทางอุตสาหกรรมที่ออกแบบใหม่ ทันทีที่ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD)เริ่มต้นในบริเวณใกล้เคียงบมจเริ่มรายงานข้อผิดพลาดในการสื่อสารจำนวนมาก การทดสอบการปล่อยมลพิษที่ดำเนินการเผยให้เห็นเสียงรบกวนที่มากเกินไปใน30 เมกะเฮิรตซ์ถึง 100 เมกะเฮิรตซ์ช่วงความถี่
การดำเนินการแก้ไขขั้นแรกคือการติดตั้งแกนเฟอร์ไรต์ EMIบนสายไฟของมอเตอร์และเพิ่มโช้คโหมดทั่วไปไปจนถึงสายสัญญาณ อย่างไรก็ตาม แกนเฟอร์ไรต์ที่มีอยู่ไม่ได้ให้คุณลักษณะความต้านทานที่เหมาะสม และปัญหายังคงอยู่ หลังจากแทนที่ด้วยแกนเฟอร์ไรต์ที่นำเสนอแล้วเท่านั้นความต้านทานที่สูงขึ้นในช่วง 50 MHz ถึง 100 MHzการรบกวนจะหายไปหรือไม่
กรณีนี้เน้นย้ำถึงหลักการที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่งเมื่อเลือกแกนเฟอร์ไรต์ EMI: มุ่งเน้นไปที่การจับคู่ความถี่มากกว่าอิมพีแดนซ์เพียงอย่างเดียว. แกนเฟอร์ไรต์ที่ดีที่สุดคือแกนที่ให้ความต้านทานสูงสุดภายในช่วงความถี่ที่เกิดสัญญาณรบกวนที่ไม่พึงประสงค์
ความท้าทายของ EMI และวิธีแก้ปัญหา
ความท้าทายที่ 1: การแผ่รังสีเกินขีดจำกัดในช่วง 100–300 MHz
สาเหตุ:
ฮาร์โมนิคความถี่สูง-ที่สร้างโดยสัญญาณดิจิตอลความเร็วสูง-หรือการสลับแหล่งจ่ายไฟมักเป็นสาเหตุหลักของการแผ่รังสี EMI ที่ความถี่เหล่านี้ ตัวเก็บประจุตัวกรองแบบธรรมดาจะกลายเป็นตัวเหนี่ยวนำและสูญเสียประสิทธิภาพในการกรองไปมาก ในทางตรงกันข้ามแกนเฟอร์ไรต์ Ni-Znมีความต้านทานสูงที่ความถี่สูง ทำให้สามารถดูดซับและกระจายพลังงานเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เคล็ดลับการเลือก:
เลือกวัสดุเฟอร์ไรท์ Ni-Zn (นิกเกิล-สังกะสี) ซึ่งมีความต้านทานสูงและการสูญเสียความถี่สูง-สูง ซึ่งแปลงสัญญาณรบกวนความถี่สูง-ให้เป็นความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ที่SHINHOM R Seriesและซีรีย์ RHแกนเฟอร์ไรต์ EMI เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในช่วงความถี่นี้
ความท้าทายที่ 2: การปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ดำเนินการล้มเหลวประมาณ 30 MHz
สาเหตุ:
เมื่อเปิดและปิดอุปกรณ์สวิตช์จะสร้างแรงดันไฟกระชากที่แพร่กระจายไปตามสายไฟเช่นกระแสโหมดทั่วไป-. หากคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ของแกนเฟอร์ไรต์หรือโช้คโหมด-ทั่วไปไม่ตรงกับความถี่สัญญาณรบกวน ประสิทธิภาพการปราบปราม EMI จะลดลง สำหรับสัญญาณรบกวนใน10 เมกะเฮิรตซ์ถึง 100 เมกะเฮิรตซ์พิสัย,Mn-Zn (แมงกานีส-สังกะสี)หรือวัสดุเฟอร์ไรท์ Ni-Znด้วย แนะนำให้ใช้ความสามารถในการซึมผ่านเริ่มต้น (μi) 5,000–10,000
เคล็ดลับการเลือก:
ที่SHINHOM RWW Seriesและซีรี่ส์ R6H(เช่นR6H-01ถึงR6H-07) ให้ค่าความต้านทานที่ระบุที่25 เมกะเฮิรตซ์และ100 เมกะเฮิรตซ์ทำให้ง่ายต่อการเลือกแกนเฟอร์ไรต์ที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณ
ความท้าทายที่ 3: การบิดเบือนของสัญญาณหลังจากติดตั้งแกนเฟอร์ไรต์
สาเหตุ:
การบิดเบือนสัญญาณอาจเกิดขึ้นหากความถี่คัตออฟของแกนเฟอร์ไรต์ต่ำกว่าความถี่พื้นฐานของสัญญาณ หรือหากการเหนี่ยวนำความถี่ต่ำ{0}}มากเกินไปทำให้สัญญาณที่ต้องการอ่อนลง ซึ่งอาจนำไปสู่การปิด eye diagram ขอบสัญญาณช้าลง และคุณภาพการสื่อสารลดลง
เคล็ดลับการเลือก:
ตรวจสอบเส้นโค้งความถี่-กับ-อิมพีแดนซ์เสมอ แกนเฟอร์ไรต์ควรมีอิมพีแดนซ์ต่ำที่ความถี่สัญญาณ ขณะเดียวกันก็ให้อิมพีแดนซ์สูงภายในช่วงความถี่เสียง ลองเลือกโมเดลอิมพีแดนซ์-ที่ต่ำกว่าจากSHINHOM R6H Seriesหรือใช้โช้คโหมด-ทั่วไป ซึ่งมีความต้านทานต่ำต่อสัญญาณโหมดดิฟเฟอเรนเชียล- และความต้านทานสูงต่อสัญญาณรบกวนในโหมด-ทั่วไป
วิธีการเลือกแกนเฟอร์ไรต์ EMI ที่เหมาะสม
ตารางต่อไปนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงโดยย่อสำหรับการเลือกสิ่งที่เหมาะสมที่สุดแกนเฟอร์ไรต์ SHINHOM EMIขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานทั่วไป
| แอปพลิเคชัน | ความถี่เสียงหลัก | ซีรี่ย์แนะนำ | ข้อได้เปรียบที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| การกรองสายไฟ (สวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย) | 10 เมกะเฮิรตซ์ – 100 เมกะเฮิรตซ์ | ซีรี่ส์ R6H(โช้คบรอดแบนด์ตามแนวแกน) | ค่าความต้านทานที่ระบุที่25 เมกะเฮิรตซ์และ100 เมกะเฮิรตซ์เพื่อการออกแบบและการเลือกวงจรที่แม่นยำยิ่งขึ้น |
| สายสัญญาณดิจิตอลความเร็วสูง- (USB, HDMI) | 100 เมกะเฮิรตซ์ – 600 เมกะเฮิรตซ์ | ซีรีย์ RH(แกนเฟอร์ไรต์ขนาดกะทัดรัด) | หลากหลายรุ่นที่มีความต้านทานสูงที่100 เมกะเฮิรตซ์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปราบปราม EMI ความถี่สูง- |
| การกรองสัญญาณและสายริบบิ้นทั่วไป | 10 เมกะเฮิรตซ์ – 500 เมกะเฮิรตซ์ | RWW ซีรีส์(แกน-แกนเฟอร์ไรต์สำหรับสายไฟและสายแพ) | เหมาะสำหรับสายไฟเส้นเล็กและสายแพ โดยมีตัวเลือกหลายขนาดเพื่อการติดตั้งที่ยืดหยุ่น |
| การกรองสายเคเบิลเส้นผ่านศูนย์กลางสูง-กระแสหรือใหญ่- (VFD, พาวเวอร์ซัพพลาย) | 1 เมกะเฮิรตซ์ – 100 เมกะเฮิรตซ์ | ทีซีรีส์(แกนเฟอร์ไรต์ทอรอยด์) | เส้นผ่านศูนย์กลางภายในขนาดใหญ่รองรับสายเคเบิลที่หนาและรองรับการหมุนสายเคเบิลหลายรอบเพื่อเพิ่ม-ความต้านทานความถี่ต่ำ |
| พื้นที่-อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีข้อจำกัด | 10 เมกะเฮิรตซ์ – 300 เมกะเฮิรตซ์ | ซีรีย์ RH(กะทัดรัด)และอาร์ ซีรี่ย์ | ขนาดที่กะทัดรัดทำให้ง่ายต่อการรวมเข้ากับการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูง- |
บทสรุป
กุญแจสำคัญในการแก้ปัญหา EMI ความถี่สูง-คือการจับคู่แกนเฟอร์ไรต์กับแหล่งกำเนิดเสียง ขั้นแรก ให้ระบุความถี่ของการรบกวนที่ไม่ต้องการ จากนั้น เลือกแกนเฟอร์ไรต์ที่ให้ความต้านทานเพียงพอภายในช่วงความถี่นั้น ขณะเดียวกันก็รับประกันขนาดทางกายภาพที่ตรงตามข้อกำหนดในการติดตั้งของคุณ
SHINHOM นำเสนอกลุ่มผลิตภัณฑ์แกนเฟอร์ไรต์ EMI ที่ครอบคลุม รวมถึงซีรีส์ R, ซีรีส์ RH, ซีรีส์ R6H, ซีรีส์ RWW, ซีรีส์ SMB4B, และแกนเฟอร์ไรต์ทอรอยด์. แต่ละซีรีส์ได้รับการรองรับโดยข้อกำหนดอิมพีแดนซ์โดยละเอียดและข้อกำหนดด้านมิติ ทำให้การเลือกผลิตภัณฑ์ตรงไปตรงมาสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
เมื่อเลือกแกนเฟอร์ไรต์สำหรับสายสัญญาณความเร็วสูง-เช่น USB และ HDMI ไม่ควรคำนึงถึงอิมพีแดนซ์เพียงอย่างเดียว การประเมินการสูญเสียการแทรกเป็นสิ่งสำคัญเท่าเทียมกันเพื่อให้แน่ใจว่าการปราบปราม EMI มีประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้ความสมบูรณ์ของสัญญาณลดลงหรือทำให้เกิดความผิดเพี้ยนของสัญญาณ
📧 :sales@shinhom.com
🌐 :www.shinhom.com/contact