Bagaimana Cara Kerja Manik Ferit dan Bagaimana Memilih Yang Tepat?

Apa itu Manik Ferit dan Bagaimana Cara Kerja Manik Ferit?

Manik-manik ferit adalah komponen elektronik pasif yang dapat menekan sinyal frekuensi tinggi pada saluran catu daya. Mereka biasanya ditempatkan di sekitar pasangan saluran listrik / tanah yang masuk ke perangkat tertentu, seperti kabel daya untuk laptop Anda. Manik-manik ini bekerja sesuai dengan Hukum Faraday; inti magnetik di sekitar konduktor menginduksi EMF belakang dengan adanya sinyal frekuensi tinggi, yang pada dasarnya melemahkan respons frekuensi ferit.

Ferrites adalah bahan magnetis, dan menempatkan bahan ini dalam penjepit ferit di sekitar catu daya / jalur pembumian memungkinkan menyediakan sumber impedansi induktif untuk sinyal yang melewati saluran. Itu mungkin menggoda Anda untuk menganggap mereka sebagai induktor standar, tetapi mereka lebih kompleks dari itu. Pada kenyataannya, manik ferit adalah komponen nonlinier; impedansi yang diberikan perubahan adalah arus beban dan penurunan tegangan melintasi perubahan ferit. Model rangkaian yang disederhanakan dari manik ferit akan membantu Anda memahami karakteristik frekuensinya. Namun, atribut ini dapat berubah sebagai fungsi saat ini dan suhu.

Untuk apa manik-manik ferit digunakan?

Karena impedansi manik ferit induktif, manik ferit digunakan untuk menipiskan sinyal frekuensi tinggi dalam komponen elektronik. Karena choke bead choke dapat ditempatkan pada saluran listrik yang menghubungkan ke perangkat elektronik, ia dapat menghilangkan noise frekuensi tinggi palsu yang ada pada koneksi daya, atau itu adalah output dari catu daya DC. Penggunaan penjepit ferit ini adalah salah satu dari banyak cara untuk menekan kebisingan catu daya, seperti dari catu daya mode yang diaktifkan. Aplikasi manik ferit ini sebagai filter ferit memberikan penekanan dan penghapusan EMI yang dilakukan.

Di antara berbagai penggunaan manik ferit sebagai filter, manik filter EMI / filter catu daya biasanya diberi peringkat untuk arus DC tertentu. Arus lebih besar dari nilai yang ditentukan dapat merusak komponen. Masalahnya adalah batas ini dipengaruhi secara drastis oleh panas. Saat suhu meningkat, arus terukur menurun dengan cepat. Nilai arus juga mempengaruhi impedansi ferit. Saat arus DC meningkat, manik ferit akan "jenuh" dan kehilangan induktansi. Pada arus yang relatif tinggi, saturasi dapat mengurangi impedansi manik ferit hingga 90%.

Manik Ferit vs. Induktor

Meskipun manik ferit dapat dimodelkan sebagai induktor, ia tidak berperilaku sebagai induktor khas. Jika Anda bertanya-tanya bagaimana cara mengukur perilaku manik ferit vs perilaku induktor, Anda akan mengirim sinyal analog melalui manik dan menyapu frekuensi di beberapa urutan besarnya. Jika Anda membuat plot Bode untuk pengukuran frekuensi-sapuan untuk manik ferit, Anda akan menemukan bahwa manik ferit memberikan roll-off curam pada frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan induktor dengan perilaku frekuensi rendah yang serupa.

Manik ferit dapat dimodelkan sebagai kapasitor dan induktor, dan sebuah resistor secara paralel, dengan jaringan RLC ini dihubungkan dengan resistor seri. Resistor seri menghitung perangkat

resistensi terhadap arus DC. Induktor dalam model ini mewakili fungsi utama manik ferit untuk melemahkan sinyal frekuensi tinggi, yaitu memberikan impedansi induktif melalui Hukum Faraday. Resistor paralel dalam model ini memperhitungkan kerugian pada arus eddy yang diinduksi dalam manik ferit pada frekuensi tinggi. Akhirnya, kapasitor dalam model ini menjelaskan kapasitansi parasit alami komponen.

Ketika melihat kurva impedansi manik ferit, Anda dapat melihat bahwa impedansi, yang terutama resistif, sangat tinggi hanya dalam pita tipis. Induktansi manik mendominasi dalam pita tipis ini. Pada frekuensi yang lebih tinggi, impedansi manik ferit mulai nampak kapasitif dan impedansi menurun dengan cepat. Akhirnya, ketika frekuensi terus meningkat, impedansi kapasitif akan turun ke nilai yang sangat kecil, dan impedansi manik ferit tampak murni resistif.

Panduan Pemilihan Manik Ferit

Sekarang setelah Anda memiliki teori ferit, saatnya untuk memilih satu untuk perangkat Anda. Ini tidak terlalu sulit, dan jika Anda ingin tahu cara memilih manik ferit untuk desain, Anda hanya perlu memperhatikan spesifikasi manik. Anda mungkin bertanya-tanya, apakah manik-manik ferit diperlukan untuk desain saya? Seperti banyak keputusan teknis, jawabannya tidak begitu sederhana. Jika

Anda tahu bahwa papan Anda akan mengalami EMI yang dilakukan dalam rentang frekuensi tertentu, dan Anda perlu menipiskan frekuensi ini, maka manik ferit mungkin merupakan pilihan yang tepat untuk desain Anda.

Berdasarkan perilaku induktif manik-manik ferit, adalah wajar untuk menyimpulkan bahwa manik-manik ferit “menipiskan frekuensi tinggi” tanpa banyak pertimbangan lebih lanjut. Namun, manik-manik ferit tidak bertindak seperti filter low-pass wideband karena mereka hanya dapat membantu melemahkan rentang frekuensi tertentu. Anda harus memilih pilihan manik ferit dan tersedak di mana frekuensi yang tidak diinginkan Anda berada di band resistif. Jika Anda bergerak sedikit terlalu rendah atau terlalu tinggi manik-manik tidak akan memiliki efek yang diinginkan.

Sebelum memilih manik ferit tertentu untuk desain Anda, Anda harus melihat apakah pabrikan dapat memberi Anda impedansi vs kurva arus beban untuk manik ferit. Sejauh ini, ini adalah alat terbaik yang dapat Anda gunakan jika Anda tidak yakin bagaimana memilih manik ferit. Jika arus beban Anda sangat tinggi, Anda harus memilih manik ferit yang dapat menahannya tanpa jenuh dan kehilangan impedansinya dalam rentang frekuensi yang diinginkan.

Perhatian

Manik-manik ferit dan ferit choke pada dasarnya adalah beban resistif pada frekuensi tinggi, yang berarti mereka dapat menyebabkan beberapa masalah di sirkuit Anda. Saat menempatkan manik-manik, Anda harus memikirkan penurunan voltase dan pembuangan panas.

Pada hari-hari sirkuit tegangan tinggi, penurunan tegangan bukanlah masalah besar. Sekarang kami memiliki banyak sirkuit berdaya rendah yang dapat menggunakan voltase turun sekitar 2 V. Pada level tersebut, Anda tidak bisa kehilangan banyak. Manik-manik ferit tentu menyebabkan penurunan tegangan DC di sirkuit Anda. Ini mungkin tidak tampak banyak, tetapi jika sirkuit terpadu Anda (IC) memiliki keadaan draw pendek yang tinggi, kehilangannya bisa menjadi signifikan. Tempatkan manik-manik ferit Anda di mana mereka tidak akan menyebabkan masalah penurunan tegangan.

Karena bahan ferit resistif pada frekuensi tinggi, mereka terutama menghilangkan energi yang diserap sebagai panas. Panas ini tidak selalu menjadi masalah bagi PCB Anda ketika choke ferit digunakan pada saluran catu daya, tetapi bisa menjadi salah satu saat digunakan untuk menghilangkan frekuensi tinggi pada arus tinggi. Jika sistem Anda sangat bising dan manik-manik akan menyerap banyak frekuensi tinggi, panas ini bisa menjadi masalah. Pastikan untuk memperhitungkan pembuangan panas manik-manik tersebut.

Manik-manik ferit bisa sangat berguna, tetapi hanya jika Anda benar-benar mengerti cara kerjanya. Ingat bahwa mereka menipiskan sinyal dalam pita yang cukup kecil, dan efektivitasnya tergantung pada suhu dan arus beban. Untuk menggunakan manik ferit terbaik, Anda harus memastikan itu memenuhi spesifikasi tepat Anda. Kemudian, ketika menempatkan manik-manik, pastikan untuk memperhitungkan penurunan voltase dan panas.

Untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi kami di sales@xfullstar.com