Ứng dụng của cuộn cảm lọc trong cung cấp điện chống nhiễu

1 Giới thiệu

Với sự phổ biến và phát triển của các mạch kỹ thuật số của nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch, sóng điện từ phát ra và rò rỉ bởi thiết bị điện tử không chỉ can thiệp nghiêm trọng vào hoạt động bình thường của các thiết bị điện tử khác, dẫn đến rối loạn chức năng thiết bị, lỗi truyền dẫn, lỗi điều khiển mà còn đe dọa sức khỏe và sự an toàn của con người, và đã trở thành một ô nhiễm vô hình, không thua kém tác hại của ô nhiễm hữu hình như nước, không khí, và tiếng ồn. Do đó, việc giảm nhiễu điện từ (EMI) trong các thiết bị điện tử đã trở thành mối quan tâm của ngành công nghiệp điện tử thế giới. Để kết thúc này, nghị định có liên quan của Ủy ban EMC có liên quan của Cộng đồng châu Âu có hiệu lực vào tháng 1992 năm 1, 1, kéo dài 4 Cuối cùng nó có hiệu lực vào ngày 1996 tháng 1 năm 1. Nghị định chỉ ra rằng tất cả các sản phẩm không đáp ứng các quy định của tiêu chuẩn EMC châu Âu và quốc tế không được phép vào thị trường để bán, và vi phạm bị trừng phạt nghiêm khắc, trong khi lấy chứng nhận EMC và chứng nhận an toàn điện làm điều kiện chính cho một số chứng nhận sản phẩm. Động thái này đã gây ra một cú sốc lớn trên thị trường điện tử thế giới, và EMC trở thành một chỉ số quan trọng ảnh hưởng đến thương mại quốc tế. Để phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế, Trung Quốc cũng đã liên tiếp xây dựng các quy định EMC có liên quan. Để đạt được mục tiêu này, Trung Quốc đã tổ chức các tiêu chuẩn tương thích điện từ và các cuộc họp trình diễn nhiều lần, và khuyến nghị rằng các thiết bị điện tử lưu hành trên thị trường kể từ ngày 1997 tháng 1, <> phải xây dựng và thiết kế các biện pháp triệt tiêu chống nhiễu vô tuyến và đặt các thành phần triệt tiêu. Vì vậy, nhiễu điện từ được tạo ra không vượt quá mức quy định trong tiêu chuẩn. Từ tháng <>/<>, tất cả các sản phẩm gia nhập thị trường phải có dấu EMC. Đây là bước đầu tiên để các sản phẩm điện tử của Trung Quốc tham gia cạnh tranh thị trường quốc tế.

2 Đặc điểm bộ lọc chống nhiễu

Có sự khác biệt về khái niệm giữa bộ lọc chống nhiễu và bộ lọc tín hiệu thông thường. Bộ lọc tín hiệu hoạt động trong điều kiện khớp trở kháng, nghĩa là thông qua bộ lọc để giữ biên độ của tín hiệu đầu vào và đầu ra không thay đổi, một phần của miền tần số được xử lý và biến đổi như mong đợi. Bộ lọc EMI được sử dụng để ngăn chặn nhiễu điện từ vào và ra khỏi thiết bị, và có khả năng triệt tiêu hai chiều. Do đó, điều này đòi hỏi sự không khớp tối đa giữa cổng của bộ lọc EMI và thiết bị. Theo cách này, sự suy giảm nhiễu điện từ của bộ lọc bằng với sự suy giảm của mạng của chính nó cộng với sự phản xạ được tạo ra bởi các cổng đầu vào và đầu ra, và phải tuân theo các quy tắc sau, như thể hiện trong Bảng 1. trong đó Rs là trở kháng đầu vào của lưới điện, thay đổi theo lượng điện; RL là trở kháng đầu ra của bộ lọc EMI và thay đổi theo kích thước của tải.

Từ quan điểm điện, sự hấp thụ (hoặc tổn thất) tối đa chỉ có thể được tạo ra trong bộ lọc trong điều kiện không khớp trở kháng, được gọi là "tổn thất chèn bộ lọc" theo cách nói EMC "。 Bộ lọc EMI được thiết kế chủ yếu để loại bỏ hoặc giảm nhiễu dẫn. Trên thực tế, nhiễu dẫn được chia thành nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai, cái gọi là nhiễu chế độ chung có nghĩa là pha của tín hiệu nhiễu giữa đường pha và đường nối đất là cùng một pha và điện thế bằng nhau, và nhiễu chế độ vi sai là độ lệch pha 180 ° (điện thế bằng nhau) của tín hiệu nhiễu giữa các đường pha. Xem Hình 1.

Do đó, mạch lọc cũng được chia thành mạch nhiễu chế độ chống phổ biến và chống vi sai, trong hình LC1LC2, Cy1Cy2 tạo thành mạch lọc chế độ chung, LC1LC2 là cuộn cảm lọc chế độ chung và Ld1Ld2Cx1Cx2 tạo thành mạch chế độ vi sai. Giá trị chung của cuộn cảm chế độ chung Lc là 0,3mH ~ 38mH và tụ điện chế độ chung Cy, miễn là dòng rò được kiểm soát trong Trong điều kiện < 1mA, giá trị lớn hơn được chọn. Cuộn cảm chế độ vi sai Ld thường là hàng chục đến hàng trăm microhenries, và điện dung của nó nên được chọn tụ điện gốm hoặc polyester có điện áp chịu được lớn hơn 1,4kV. Độ tự cảm và giá trị điện dung chế độ vi sai Ld1Ld2 càng lớn thì hiệu ứng tần số thấp càng tốt. Hầu hết các bộ lọc EMI được mua trên thị trường được thiết kế để gây nhiễu chế độ chung và hiệu quả triệt tiêu chế độ vi sai là rất kém. Trên thực tế, nhiễu chế độ phổ biến và chế độ vi sai của nguồn điện chuyển mạch tồn tại cùng một lúc, đặc biệt đối với mạch hiệu chỉnh hệ số công suất hoạt động, cường độ nhiễu chế độ vi sai là rất lớn. Để chuyển đổi nguồn điện, bộ lọc EMI triệt tiêu tín hiệu EMI ở tần số cao dễ dàng hơn nhiều so với khử dẫn EMI ở tần số thấp. Thường thì sự khác biệt giữa độ tự cảm chế độ chung có thể loại bỏ mức nhiễu dẫn truyền 300kHz ~ 30MHz. Việc thiết kế và lựa chọn các bộ lọc phải được xác định theo nhu cầu thực tế của mạch. Đầu tiên đo mức nhiễu dẫn điện và so sánh giới hạn tiêu chuẩn EMC được chỉ định, nói chung 0,01MHz ~ 0,1MHz là nhiễu chế độ khác biệt đóng vai trò hàng đầu, 0,1MHz ~ 1MHz là sự kết hợp giữa chế độ vi sai và nhiễu chế độ chung, trong khi 1MHz ~ 30MHz chủ yếu là nhiễu chế độ chung. Theo kết quả thí nghiệm, bộ lọc hoặc thiết bị có tác dụng triệt tiêu tín hiệu quá chuẩn được đánh giá và lựa chọn. Tất nhiên, hoạt động thực tế khá phức tạp, và cần phải có trình độ kỹ thuật và kinh nghiệm khá cao.

3 Lựa chọn vật liệu cuộn cảm trong bộ lọc EMI

Giảm nhiễu điện từ trong các thiết bị điện tử đã trở thành một vấn đề quan trọng đối với việc liệu có thị trường cho các sản phẩm điện tử hay không. Vật liệu từ tính mềm đã trở thành thành phần không thể thiếu trong bộ lọc EMI và đóng một vai trò quan trọng. Các thành phần ức chế EMI khác nhau làm bằng vật liệu từ tính mềm được sử dụng rộng rãi trong các mạch và thiết bị điện tử khác nhau. Điều này là do vật liệu từ tính mềm có tính chất độc đáo của chúng, khiến chúng đóng vai trò chính trong lĩnh vực chống nhiễu điện từ. Tuy nhiên, việc các nhà sản xuất thiết bị điện tử mong đợi các bộ lọc EMI đa năng giúp giảm nhiễu dưới tiêu chuẩn cho tất cả các thiết bị điện tử là không thực tế. Thiết kế của bộ lọc EMI nên được lựa chọn theo tiêu chuẩn EMC của thiết bị điện tử, nghĩa là dải tần số và mức độ dư thừa cần làm suy giảm tín hiệu EMI, đặc biệt là các vật liệu từ tính mềm trong đó. Bởi vì có nhiều loại vật liệu từ tính mềm, mỗi loại có đặc điểm điện từ riêng. Ngoài các thông số từ cơ bản như tổn thất Bsμi, đặc tính điện, điện trở suất, băng thông, trở kháng, v.v. nên được sử dụng. Theo dải tín hiệu nhiễu suy giảm cần thiết, xác định mạch lọc tương ứng, sau đó lựa chọn cẩn thận vật liệu từ tính phù hợp với dải tần, cuộn cảm lọc có thể đạt được hiệu quả kinh tế nhất và tốt nhất. Nếu bạn muốn sử dụng vật liệu để đáp ứng các bộ lọc chống nhiễu khác nhau không thể đạt được hiệu quả như mong đợi, cần phải chọn vật liệu từ tính phù hợp với dải tần. Từ quan điểm vật chất, bộ lọc EMI chặn các tín hiệu không mong muốn và tiêu thụ chúng dưới dạng nhiệt, cho phép các tín hiệu cần thiết đi qua với ít hoặc không có sự suy giảm. Điều đáng nói là năng lượng tiêu thụ dưới dạng sinh nhiệt không đề cập đến việc sưởi ấm Joule (tức là I2R) của cuộn dây dưới tác động của dòng điện. Do đó, khi cuộn dây cần sử dụng dây đồng có đường kính dây lớn để giảm thiểu tổn thất năng lượng này. Từ quan điểm điện, độ tự cảm với vật liệu từ tính trong bộ lọc có thể tương đương với kết nối nối tiếp của cuộn cảm tinh khiết L và điện trở tinh khiết R ở tần số thấp và trở kháng Z = R + jωL. Đối với vòng có đường kính trung bình D, theo định luật ampe và định luật cảm ứng điện từ:

e = N1S · dB / dt

H = N1I / l

trong đó N1, I - là số vòng quay và dòng điện của cuộn dây kích thích trên lõi vòng;

S - diện tích mặt cắt lõi;

l - chiều dài mạch từ trung bình (πD).

Thể hiện trong phasors như:

μ=μ′-jμ"

Lõi có thể tương đương ở tần số thấp: Z = R + jωL = E / Im

Thay thế cho công thức trên

Vì vậy, bạn có thể nhận được:

Các thông số từ được liên kết trực tiếp với các thông số điện thông qua công thức trên. Nó đại diện cho vai trò mà các tham số từ tính của vật liệu từ tính đóng trong mạch. Phương trình (1) thể hiện rằng độ tự cảm trong mạch có liên quan trực tiếp đến tính thấm đàn hồi μ ′ của vật liệu từ tính, cho biết độ tự cảm tinh khiết của thiết bị độc lập với tần số. Điện trở R trong mạch có liên quan đến phần tưởng tượng của tính thấm phức tạp của vật liệu từ tính μ". Phương trình (2) có liên quan đến tổn thất dòng điện xoáy, tổn thất độ trễ và tổn thất dư của vật liệu, và cũng liên quan đến tần số. Phản xạ điện, nó tương đương với điện trở tương đương R. Cuối cùng, năng lượng nhiệt của thiết bị bị tiêu tán vào không gian và cuộn cảm trong bộ lọc EMI có thể lọc tín hiệu nhiễu bằng cách tận dụng đặc tính này của vật liệu từ tính. Từ một quan điểm khác, sưởi ấm cuộn cảm bộ lọc EMI là bình thường, miễn là nó không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của mạch.

Hình 2 cho thấy đường cong R so với tần số của cuộn cảm lọc trong một mạch tương đương nối tiếp. Tương đương với đường cong tổn thất chèn của cuộn cảm. Ở dải tần số thấp, nghĩa là f 〈 f1, trở kháng R của cuộn cảm trong mạch nhỏ đến mức có thể bỏ qua và gió hiện tại chạy qua mà không bị mất. Ở giai đoạn này, bản thân từ tính cuộn cảm tiêu thụ rất ít năng lượng, chủ yếu là sưởi ấm cuộn dây (I2R). Chỉ trong môi trường hoạt động dòng điện cao, phần nhiệt chuyển đổi năng lượng này mới được xem xét. Chẳng hạn như điện cảm chống nhiễu trong mạch đèn làm mờ thyristor công suất cao, vì dòng điện cao tới 20A ~ 50A, hoặc thậm chí cao hơn, ngay cả khi điện trở quấn dây nhỏ, nhưng năng lượng tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện, do đó sự sinh nhiệt của cuộn dây rất lớn. Tại thời điểm này, chỉ bằng cách tăng đường kính dây của dây đồng (đơn hoặc đa sợi), nhiệt độ cuộn dây mới có thể giảm đáng kể. Khi tần số nằm trong băng tần f1 ~ fc, có thể thấy từ đường cong trở kháng âm rằng điện trở tương đương R tăng dần khi tần số tăng. Điều này cho thấy chức năng lưu trữ năng lượng cuộn cảm mạch giảm khi tần số tăng và tổn thất tăng theo tần số. Điện trở tương đương R tăng nhanh gần điểm fc và từ quan điểm từ tính, vật liệu từ tính hấp thụ năng lượng tần số cao trong mạch và chuyển đổi nó thành tổn thất bên trong của vật liệu, chẳng hạn như chuyển động của thành miền từ và tổn thất vi mô do hiệu ứng dòng điện xoáy vi mô gây ra. Nó không còn có tác dụng lưu trữ năng lượng gần điểm FC. Mức độ FC có liên quan đến tính chất của vật liệu từ tính. Nói chung, vật liệu ferrite FC cao, vật liệu từ kim loại FC; Hạ. Tuy nhiên, đối với cùng một vật liệu, thành phần của vật liệu quy trình sản xuất có thể được thay đổi và mức độ FC có thể được điều chỉnh một cách giả tạo. Khi tần số vượt quá fc, trở kháng bắt đầu giảm và ở f2, một đỉnh nhỏ xuất hiện, đó là sự hấp thụ cộng hưởng gây ra bởi điện dung ký sinh Cw ở tần số cao. Tần số của đỉnh này có liên quan đến các thông số phân phối điện cảm và ít liên quan đến hiệu suất của vật liệu. Trên thực tế, tác dụng chống nhiễu của cuộn cảm lọc EMI là sử dụng các đặc tính của vật liệu từ tính.

Bộ lọc EMI có thể được chia thành bộ lọc chống nhiễu chế độ chung và bộ lọc chống nhiễu chế độ vi sai. Do đó, các yêu cầu về hiệu suất từ tính đối với cuộn cảm lọc là hoàn toàn khác nhau. Nó được mô tả ngắn gọn dưới đây:

(1) Lựa chọn vật liệu cuộn cảm lọc chế độ chung Cuộn dây cuộn cảm chế độ chung được thể hiện trong Hình 1, Lc1Lc2 là hai cuộn dây độc lập quấn trên vòng từ, có cùng số vòng quay và cuộn dây ngược nhau. Khi bộ lọc EMI được kết nối với mạch, từ thông do hai cuộn dây tạo ra sẽ triệt tiêu lẫn nhau trong lõi mà không làm bão hòa lõi. Do tín hiệu nhiễu tương đối yếu, lõi từ thường hoạt động trong khu vực từ trường thấp và vật liệu từ tính đòi hỏi vật liệu có độ thấm ban đầu μ0 cao làm cuộn cảm lọc chế độ chung. Nhưng nó cũng không phải là tính thấm ban đầu

Càng cao càng tốt, các đặc tính điện của vật liệu từ tính trong mạch cũng cần được xem xét. Để minh họa, các loại vật liệu từ mềm khác nhau có μ0 cao được chọn dưới đây để đo đường cong tần số và trở kháng của chúng trong cùng điều kiện, phản ánh xu hướng tổn thất chèn của lõi cuộn cảm và hiệu suất của chúng được thể hiện trong Bảng 2 và Hình 3.

Đường cong IV là lõi cảm ứng nước ngoài (Mn-Zn ferrite) được sử dụng đặc biệt để chống nhiễu chế độ phổ biến, so với ferrite trong nước, 100Hz ~ ở dải tần số thấp 10000Hz, do điện trở suất cao của chính vật liệu, điện trở tương đương AC nhỏ, cho thấy sự mất tín hiệu nhiễu trong dải tần này là rất nhỏ và dòng điện chủ yếu đóng vai trò chính trong phản ứng cảm ứng, có thể thấy rằng vật liệu ferrite không có tác dụng ức chế tín hiệu nhiễu tần số thấp, và vật liệu siêu tinh thể và 1J851 do điện trở suất tương đối thấp của vật liệu, với sự gia tăng tổn thất tần số cũng tăng lên, Có thể thấy rằng điện trở tương đương R gây ra bởi tổn thất dòng điện xoáy của lõi lớn hơn nhiều so với ferrite. Trong dải tần R 10kHz ~ 100kHz tiếp tục tăng, việc triệt tiêu tín hiệu nhiễu trong dải tần này cũng ngày càng tăng, trong đó 1J851 và vật liệu siêu tinh thể có sự suy giảm lớn nhất đối với việc triệt tiêu tín hiệu nhiễu, trong khi ferrite nhỏ. Đối với các bộ lọc tuyến tính, nguồn điện có tần số hoạt động 50Hz ~ 60Hz hoặc 400Hz ~ 800Hz nên được loại bỏ hoặc suy giảm ít thường xuyên hơn Đối với tín hiệu nhiễu 10kHz, tốt nhất nên sử dụng vật liệu từ tính kim loại (hoặc siêu tinh thể vô định hình). Sự hấp thụ tín hiệu nhiễu của ferrite trong dải tần số này rõ ràng không tốt bằng vật liệu từ kim loại. Khi xung quanh dải tần số 100kHz ~ 1MHz, vật liệu ferrite R tăng mạnh, trong khi vật liệu từ tính kim loại và siêu tinh thể vẫn tăng đều đặn, và ferrite nhập khẩu đạt đến đỉnh điểm ở 1MHz. R là lớn nhất, tiếp theo là 1J851. Ferrite trong nước đứng thứ ba siêu tinh thể, và đỉnh của nó là khoảng 3MHz, nhưng sự thay đổi tương đối bằng phẳng. Từ sự thay đổi đường cong, có thể thấy rằng mặc dù độ hấp thụ cực đại của ferrite là khoảng 7MHz, vùng hấp thụ tương đối hẹp, trong khi vùng hấp thụ của vật liệu từ kim loại tương đối rộng, do đó độ nhạy hấp thụ của các vật liệu khác nhau với các tần số khác nhau là khác nhau. Do đó, điều rất quan trọng là vật liệu cuộn cảm được chọn khi sản xuất bộ lọc chế độ chung phải được chọn theo dải tần số triệt tiêu theo yêu cầu của mạch. Đồng thời, so sánh đường cong từ Bảng 1 và Hình 2 cho thấy độ tự cảm càng cao thì càng tốt, nhưng cần xem xét các thông số điện của nó và độ tự cảm không thể tăng lên bằng cách tăng số vòng quay cuộn dây. Điều này làm tăng điện dung ký sinh tần số cao.

(2 Việc lựa chọn vật liệu cuộn cảm lọc chế độ vi sai hoàn toàn khác với cuộn cảm lọc chế độ chung, vì cuộn cảm và tải được kết nối nối tiếp, dòng điện đầu vào hoặc dòng điện đầu ra trực tiếp đi qua lõi cuộn cảm và dòng điện xoay chiều (DC) của nó lớn, tất nhiên, không thể sử dụng vật liệu thấm cao. Để thích ứng với nhu cầu của lõi cảm ứng của bộ lọc chống nhiễu chế độ vi sai, phương pháp tăng từ trường khử từ với khe hở không khí giữa vật liệu từ ferrite hoặc kim loại ban đầu được sử dụng để giảm tính thấm và tăng khả năng chống bão hòa của lõi. Tuy nhiên, điều này rõ ràng là không phù hợp với việc lọc chống nhiễu của dòng điện xoay chiều được sử dụng ở đầu vào nguồn.

Không chỉ có từ trường rò rỉ xen kẽ mạnh ở khe hở ngoài trời do nhiễu bức xạ lớn, mà còn mất cục bộ tại vết nứt khe hở không khí và sưởi ấm, dẫn đến suy giảm hoặc thậm chí biến mất của từ tính ferrite. Bởi vì nhiệt độ ferrite Curie là 200 °C, nó là khoảng μ0 ở nhiệt độ này Nó giảm xuống bằng không, tại thời điểm đó hiệu ứng lọc đã bị mất. Ngoài ra, do từ tính, tiếng ồn cơ học mới được tạo ra ở khe hở không khí, gây ô nhiễm môi trường. Vì lý do này, người ta sử dụng lõi bột từ tính composite mới. Đây hiện là vật liệu cuộn cảm lọc lý tưởng nhất, nó là bột từ mềm kim loại bằng cách cách nhiệt bọc ép ủ, nó tương đương với một khe hở không khí tập trung phân tán thành các lỗ nhỏ phân bố đều trong lõi, không chỉ cường độ bão hòa vật liệu tăng lên, mà còn là điện trở suất của lõi so với các đơn đặt hàng tăng cường độ và đẳng hướng ban đầu, Thay đổi nhược điểm của vật liệu từ kim loại không thể được sử dụng ở tần số cao. Đây là lý do tại sao tất cả các cuộn cảm lọc chế độ vi sai ở nước ngoài đều sử dụng lõi bột từ tính thay vì lõi ferrite mở. Đường cong trở kháng tần số được đo bằng lõi bột từ tính với các tính chất khác nhau (xem Hình 4). Đường cong thay đổi trong hình cho thấy các cuộn cảm có tính chất từ khác nhau, trở kháng và thay đổi tần số của chúng không giống nhau. Trở kháng của lõi bột sắt SF70 và 55930 về cơ bản không thay đổi khi tần số nhiễu < 2kHz, cho thấy không hấp thụ, trong khi SF30 nhỏ hơn 60kHz Cũng không có tác dụng hấp thụ tín hiệu. Sự hấp thụ tăng nhanh khoảng 2MHz, với mức hấp thụ mạnh nhất gần 10MHz, trong khi SF70 ở 100kHz Sẽ không có nhiều thay đổi sau này. Có thể thấy, dải tần số hấp thụ của tín hiệu nhiễu cũng khác nhau đối với các vật liệu có tính chất khác nhau. Hầu hết các thiết bị làm mờ điện tử được sử dụng rộng rãi trong và ngoài nước đều áp dụng làm mờ thyristor chuyển pha. Tại thời điểm dẫn thyristor, nhiễu điện từ gây ra bởi một số lượng lớn sóng hài tần số cao sẽ được tạo ra do thay đổi dòng điện đột ngột, không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến thiết bị âm thanh, đèn, quay video và các thiết bị khác mà còn can thiệp nghiêm trọng vào hệ thống lưới điện. Phải lắp đặt cuộn cảm chống nhiễu (LeeColorTran ở Hoa Kỳ, Lank ở Vương quốc Anh và RDS ở Nhật Bản sử dụng phương pháp này để triệt tiêu nhiễu). Để thuận tiện, phân tích thời gian tăng hiện tại tr được sử dụng để xác định mức độ miễn nhiễm của lõi cuộn cảm. Dữ liệu cho các vật liệu khác nhau được thể hiện trong Bảng 3.

Hiệu quả của việc triệt tiêu nhiễu trong phát hiện công nghiệp của đèn mờ có thể được biểu thị bằng thời gian tăng hiện tại tr khi bật bộ điều chỉnh độ sáng điện tử. Thời gian tăng càng lâu, thành phần sóng hài của mạch càng nhỏ và hiệu quả triệt tiêu càng tốt. Không khó để thấy từ bảng rằng thời gian tr cuộn cảm ZW-1 trong nước có thể cao tới 450μs, trong khi độ thấm từ chỉ là 70. Mặc dù lõi dải vô định hình mở có độ thấm cao nhất (μe = 800), thời gian tăng hiện tại quá ngắn và chỉ 100μs, và có tiếng ồn cơ học nghiêm trọng. Điều này cho thấy khả năng chống nhiễu sau khi thêm điện cảm không tốt với độ thấm từ cao, cũng không tốt với độ thấm từ thấp, mà liên quan đến vật liệu từ tính được lựa chọn. Để phân tích sâu hơn, điện áp nhiễu của các vật liệu khác nhau được đo trong cùng điều kiện, Hình 5 là Lank của Anh, ZW-1 trong nước Thiết bị đầu cuối cung cấp điện của lõi bột từ tính và lõi thường mở can thiệp vào đường cong điện áp và tần số.

Theo kết quả đo của "Giá trị cho phép và phương pháp đo nhiễu sóng vô tuyến của thiết bị làm mờ điện tử", không khó để thấy cuộn cảm ZW-1 trong nước và Lank của Anh So với cuộn cảm, mức độ chống nhiễu của cuộn cảm ZW-1 trong nước thấp hơn tiêu chuẩn A, trong khi cuộn cảm Lank của Anh ở dải tần 0,16MHz ~ 3,5MHz vượt quá tiêu chuẩn, và cuộn cảm chống nhiễu làm bằng tấm thép silicon mở nằm ở dải tần 0,01MHz-1,2MHz vượt quá tiêu chuẩn. Không thể đáp ứng tiêu chuẩn với lõi mở làm cuộn cảm chống nhiễu. Hiện nay, hầu hết các đèn mờ trong nước sử dụng vòng từ ferrite làm cuộn cảm chống nhiễu, điều này rõ ràng là sai. Thay vì triệt tiêu nhiễu, nó làm tăng nó, bởi vì ferrites luôn hoạt động trong vùng bão hòa.

Hình 6 cho thấy đường cong suy giảm của bộ lọc chống nhiễu 100A cho công tắc điều khiển chương trình. Đường cong suy giảm chống nhiễu I là một bộ lọc tương tự được nhập khẩu và sự suy giảm mức nhiễu trong phạm vi 0,01MHz ~ 100MHz tương đối đồng đều và mượt mà. Đường cong II sử dụng ferrite mở làm bộ lọc và giá trị cực đại khi tần số là 0,4MHz ~ 0,8MHz cho thấy sự suy giảm của tín hiệu nhiễu trong dải tần này là nhỏ và không đáp ứng yêu cầu. Sau đó, nó đã được thay thế bằng lõi bột sắt của Công ty Micrometals của Hoa Kỳ và khả năng chống nhiễu trong băng tần 0,2MHz ~ 0,45MHz yếu (chẳng hạn như đường cong III Nhưng tốt hơn ferrite mở, nó vẫn không lý tưởng. Bởi vì điều căng thẳng nhất đối với việc cung cấp năng lượng truyền thông là nhiễu tần số thấp. Sau đó, mức độ giao thoa của bộ lọc làm bằng lõi bột từ tính được phát triển đặc biệt, chẳng hạn như đường cong IV, tốt hơn đường cong II và III, và thậm chí còn tốt hơn hiệu suất của các bộ lọc nước ngoài tương tự. Từ các ví dụ trên, có thể thấy cần đặc biệt chú ý đến việc lựa chọn cuộn cảm lọc khi phát triển bộ lọc EMI. Không chỉ nên chọn vật liệu từ tính thích hợp mà còn cả các tính chất từ tính phù hợp với dải suy giảm cần thiết. Do đó, việc lựa chọn vật liệu từ tính đóng một vai trò quan trọng trong các bộ lọc EMI.

4 Xu hướng phát triển của bộ lọc chống nhiễu

Các mạch điện tử hiện tại đang chuyển sang các mạch kỹ thuật số tốc độ cao. Mật độ lắp ráp cao và tốc độ tính toán cao đặt ra yêu cầu cao hơn đối với EMC. Sự phát triển thu nhỏ, đa chức năng và di động của các sản phẩm điện tử đã thúc đẩy việc chuyển các sản phẩm điện tử sang công nghệ gắn trên bề mặt trong các phương pháp lắp ráp và giảm nhiễu hơn nữa. Đồng thời, để cải thiện phản ứng động của nó và giảm nhiễu, cần phải giảm độ tự cảm chì của bus cung cấp điện. Phương pháp hiệu quả nhất là lắp đặt nguồn điện trực tiếp gần tải và sử dụng phương pháp cung cấp điện phi tập trung (nghĩa là nguồn điện nhỏ) thay vì dạng cung cấp điện tập trung (nguồn công suất cao), giúp giảm đáng kể chiều dài của chì và giảm nhiễu bức xạ hiệu quả. Do đó, trong vài năm tới, Hoa Kỳ sẽ phát triển mạnh mẽ nguồn điện chuyển mạch DC / DC công suất thấp 16W ~ 25W (điện áp đầu ra tối thiểu 1.2V). Có thể thấy, các thiết bị từ tính chip là một trong những vật liệu chính để thu nhỏ, có thể được chia thành cuộn cảm chip dây quấn, cuộn cảm chip nhiều lớp và cuộn cảm chip màng mỏng. Để đạt được điều này, Viện Nghiên cứu Sắt thép Thượng Hải đã bắt đầu phát triển cuộn cảm màng kim loại và các thành phần máy biến áp màng mỏng. Hiện tại, một số viện nghiên cứu quan trọng ở Hoa Kỳ và Nhật Bản đã bắt đầu nghiên cứu cuộn cảm màng mỏng và máy biến áp màng mỏng, và kết hợp chúng với các thành phần tích hợp để tạo thành các mô-đun năng lượng siêu nhỏ, độ tin cậy cao, khả năng miễn dịch cao. Có thể thấy, cuộn cảm và máy biến áp siêu nhỏ sẽ là hướng phát triển của các thành phần từ tính trong thế kỷ 21