חֲדָשׁוֹת

למרות שהמשנקים במצב נפוץ הם פופולריים, אלטרנטיבה עשויה להיות מסנן EMI מונוליטי. כשהרכיבים הקרמיים הרב-שכבתיים הללו מונחים כהלכה, מספקים דחיית רעשים מצוינת במצב משותף.
גורמים רבים מגבירים את כמות הפרעות ה"רעש" שעלולות להזיק או להפריע לתפקוד של ציוד אלקטרוני. המכוניות של היום הן דוגמה מצוינת. במכונית, תמצאו Wi-Fi, בלוטות', רדיו לווייני, מערכות GPS, ו זו רק ההתחלה. כדי לנהל את הפרעות הרעש הזה, התעשייה משתמשת בדרך כלל במיגון ובמסנני EMI כדי לחסל רעש לא רצוי. אבל כמה פתרונות מסורתיים לביטול EMI/RFI כבר לא מספיקים.
בעיה זו מובילה יצרני OEM רבים להימנע משימוש בדיפרנציאל של 2 קבלים, 3 קבלים (קבל X אחד ו-2 קבלים Y), מסנני הזנה, משנקים במצב נפוץ, או שילוב של אלה לפתרון מתאים יותר כגון מסנן EMI מונוליטי עם דחיית רעשים טובה יותר בחבילה קטנה יותר.
כאשר ציוד אלקטרוני קולט גלים אלקטרומגנטיים חזקים, זרמים לא רצויים יכולים להיגרם במעגל ולגרום לפעולה לא מכוונת - או להפריע לפעולה המיועדת.
EMI/RFI יכול להיות בצורה של פליטות מוליכות או מוקרנות. כאשר EMI מוליך, זה אומר שרעש עובר לאורך מוליכים חשמליים. EMI מוקרן מתרחש כאשר רעש עובר באוויר בצורה של שדות מגנטיים או גלי רדיו.
גם אם האנרגיה המופעלת מבחוץ קטנה, אם היא מתערבבת עם גלי הרדיו המשמשים לשידור ותקשורת, היא עלולה לגרום לאובדן קליטה, רעש חריג בקול או הפרעה של הווידאו. אם האנרגיה חזקה מדי, היא עלולה לגרום נזק לציוד אלקטרוני.
המקורות כוללים רעש טבעי (למשל, פריקה אלקטרוסטטית, תאורה ומקורות אחרים) ורעש מעשה ידי אדם (למשל, רעש מגע, ציוד דולף באמצעות תדרים גבוהים, פליטות לא רצויות וכו'). בדרך כלל, רעש EMI/RFI הוא רעש במצב נפוץ , אז הפתרון הוא להשתמש במסנן EMI כדי להסיר תדרים גבוהים לא רצויים, או כהתקן נפרד או מוטבע במעגל.
מסנני EMI מסנני EMI מורכבים בדרך כלל מרכיבים פסיביים, כגון קבלים ומשרנים, המחוברים ליצירת מעגל.
"משרנים מאפשרים לעבור לזרם DC או בתדר נמוך תוך חסימת זרמים לא רצויים בתדר גבוה. קבלים מספקים נתיב בעל עכבה נמוכה להסטת רעש בתדר גבוה מהכניסה של המסנן לחיבור החשמל או ההארקה", אמר כריסטוף קמברלין מחברת הקבלים Johanson Dielectrics.EMI, מייצרת קרמיקה רב-שכבתית.
שיטות סינון מסורתיות במצב נפוץ כוללות מסנני מעבר נמוך המשתמשים בקבלים המעבירים אותות עם תדרים מתחת לתדר חיתוך נבחר ומחלישים אותות עם תדרים מעל תדר החיתוך.
נקודת התחלה נפוצה היא להחיל זוג קבלים בתצורה דיפרנציאלית, עם קבל אחד בין כל עקבות של הקלט ההפרש והארקה. מסננים קיבוליים בכל רגל מפנים EMI/RFI לאדמה מעל תדר החיתוך שצוין. מאחר שתצורה זו כוללת שליחת אותות של פאזות מנוגדות על פני שני החוטים, יחס האות לרעש משופר בעוד שרעש לא רצוי נשלח לאדמה.
"למרבה הצער, ערך הקיבול של MLCCs עם דיאלקטרי X7R (בשימוש נפוץ עבור פונקציה זו) יכול להשתנות באופן משמעותי עם הזמן, מתח הטיה וטמפרטורה," אמר קמברלין.
"למרות ששני קבלים מתאימים באופן הדוק בזמן נתון בטמפרטורת החדר במתח נמוך, סביר להניח שהם יסתיימו עם ערכים שונים מאוד פעם אחת, מתח או טמפרטורה שינויים. חוסר עקביות זה בין שני החוטים התאמת תגרום לתגובות לא שוות ליד ניתוק המסנן. לכן, הוא ממיר רעש במצב משותף לרעש דיפרנציאלי."
פתרון נוסף הוא לגשר על קבל "X" בעל ערך גדול בין שני הקבלים "Y". ה-shunt הקיבולי "X" מספק איזון משותף אידיאלי, אך יש לו גם תופעת לוואי לא רצויה של סינון אותות דיפרנציאלי. אולי הפתרון הנפוץ ביותר ואלטרנטיבה למסנן נמוך הוא משנק במצב נפוץ.
משנק במצב נפוץ הוא שנאי 1:1 כאשר שני הפיתולים פועלים כראשי ומשניים. בשיטה זו, הזרם דרך פיתול אחד משרה זרם הפוך בפיתול השני. למרבה הצער, משנקי מצב רגיל הם גם כבדים, יקרים ורגישים לכשל הנגרם על ידי רטט.
עם זאת, משנק משותף מתאים עם התאמה וצימוד מושלם בין הפיתולים הוא שקוף לאותות דיפרנציאליים ובעל עכבה גבוהה לרעש במצב משותף. חסרון אחד של משנקי מצב משותף הוא טווח התדרים המוגבל עקב קיבול טפילי. עבור חומר ליבה נתון , ככל שההשראות המשמשת להשגת סינון בתדר נמוך גבוה יותר, כך נדרשים יותר סיבובים, ובכך מביאים לקיבולים טפיליים שאינם יכולים לעבור סינון בתדר גבוה.
אי התאמה בין פיתולים עקב סובלנות ייצור מכאנית גורמת למעבר מצבים, שבו חלק מאנרגיית האות מומר לרעש מצב משותף ולהיפך. מצב זה עלול לגרום לבעיות תאימות אלקטרומגנטית וחסינות. חוסר ההתאמה גם מפחית את השראות האפקטיבית של כל רגל.
ללא קשר, למשנקים במצב משותף יש יתרונות משמעותיים על פני אפשרויות אחרות כאשר האות ההפרש (מעבר) פועל באותו טווח תדרים כמו רעש המצב המשותף שיש לדחות. באמצעות משנק מצב משותף, ניתן להרחיב את פס מעבר האות ל- פס דחיית מצב נפוץ.
מסנני EMI מונוליטיים למרות משנקים במצב נפוץ הם פופולריים, ניתן להשתמש גם במסנני EMI מונוליטיים. כשהרכיבים הקרמיים הרב-שכבתיים הללו מספקים דחיית רעשים מצוינת במצב נפוץ. הם משלבים שני קבלי shunt מאוזנים בחבילה אחת לביטול השראות הדדי וסיכוך מסננים אלה משתמשים בשני נתיבים חשמליים נפרדים בתוך התקן בודד המחובר לארבעה חיבורים חיצוניים.
כדי למנוע בלבול, יש לציין שמסנני EMI מונוליטיים אינם קבלי הזנה מסורתיים. למרות שהם נראים זהים (אותה אריזה ומראה), הם שונים מאוד בעיצוב, והם אינם מחוברים באותו אופן. כמו EMI אחרים מסננים, מסנני EMI מונוליטיים מחלילים את כל האנרגיה מעל תדר החיתוך שצוין ובוחרים להעביר רק את אנרגיית האות הרצויה, תוך הפניית רעש לא רצוי ל"אדמה".
עם זאת, המפתח הוא השראות נמוכה מאוד ועכבה תואמת. עבור מסנני EMI מונוליטיים, המסופים מחוברים פנימית לאלקטרודת ייחוס (מגן) משותפת בתוך המכשיר, והלוחות מופרדים על ידי אלקטרודת הייחוס. מבחינה אלקטרוסטטית, שלושת הצמתים החשמליים נוצרים על ידי שני חצאים קיבוליים החולקים אלקטרודת ייחוס משותפת, כולם כלולים בתוך גוף קרמי יחיד.
האיזון בין שני חצאי הקבל פירושו גם שהאפקטים הפיאזואלקטריים שווים והפוכים, ומבטלים זה את זה. קשר זה משפיע גם על שינויים בטמפרטורה ובמתח, כך שרכיבים בשני הקווים מזדקנים באופן שווה. אם יש חיסרון אחד ל-EMI המונוליטי האלה מסננים, זה שהם לא יעבדו אם הרעש במצב משותף נמצא באותו תדר כמו האות הדיפרנציאלי. "במקרה זה, משנק משותף הוא פתרון טוב יותר", אמר קמברלין.
עיין בגיליונות האחרונים של עולם העיצוב והגליונות האחוריים בפורמט קל לשימוש ואיכותי. ערוך, שתף והורד היום עם המגזין המוביל להנדסת עיצוב.
פורום ה-EE המוביל בעולם לפתרון בעיות המכסה מיקרו-בקרים, DSP, רשתות, עיצוב אנלוגי ודיגיטלי, RF, אלקטרוניקת כוח, ניתוב PCB ועוד
Engineering Exchange היא קהילת רשת חינוכית גלובלית למהנדסים. התחבר, שתף ולמד עכשיו »
זכויות יוצרים © 2022 WTWH Media LLC.כל הזכויות שמורות.אין לשכפל, להפיץ, לשדר, לאחסן במטמון את החומר באתר זה או לעשות שימוש אחר ללא אישור מראש ובכתב של WTWH Media מדיניות פרטיות |פרסום | אודותינו