ईएमसी के तीन हथियारों का विस्तृत उन्मूलन: कैपेसिटर/इंडक्टर/चुंबकीय मोती

फिल्टर कैपेसिटर, कॉमन-मोड इंडक्टर और चुंबकीय मोती ईएमसी डिजाइन सर्किट में सामान्य आकृतियाँ हैं, और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को समाप्त करने के लिए तीन शक्तिशाली उपकरण भी हैं।

सर्किट में इन तीनों की भूमिका के लिए, मेरा मानना ​​है कि कई इंजीनियरों को समझ में नहीं आता है, तीन ईएमसी सबसे तेज को खत्म करने के सिद्धांत के विस्तृत विश्लेषण के डिजाइन से लेख।

1.फ़िल्टर संधारित्र

यद्यपि संधारित्र का अनुनाद उच्च आवृत्ति शोर को छानने के दृष्टिकोण से अवांछनीय है, लेकिन संधारित्र का अनुनाद हमेशा हानिकारक नहीं होता है।

जब फ़िल्टर किए जाने वाले शोर की आवृत्ति निर्धारित हो जाती है, तो संधारित्र की क्षमता को समायोजित किया जा सकता है ताकि अनुनाद बिंदु गड़बड़ी आवृत्ति पर आ जाए।

व्यावहारिक इंजीनियरिंग में, फ़िल्टर किए जाने वाले विद्युत चुम्बकीय शोर की आवृत्ति अक्सर सैकड़ों मेगाहर्ट्ज़ या 1 गीगाहर्ट्ज़ से भी ज़्यादा होती है। ऐसे उच्च आवृत्ति वाले विद्युत चुम्बकीय शोर को प्रभावी ढंग से फ़िल्टर करने के लिए थ्रू-कोर कैपेसिटर का उपयोग करना आवश्यक है।

साधारण कैपेसिटर उच्च आवृत्ति शोर को प्रभावी ढंग से फ़िल्टर नहीं कर पाते, इसके दो कारण हैं:

(1) एक कारण यह है कि संधारित्र लीड का प्रेरण संधारित्र अनुनाद का कारण बनता है, जो उच्च आवृत्ति संकेत के लिए एक बड़ा प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है, और उच्च आवृत्ति संकेत के बाईपास प्रभाव को कमजोर करता है;

(2) एक अन्य कारण यह है कि उच्च आवृत्ति संकेत युग्मन तारों के बीच परजीवी समाई, फ़िल्टरिंग प्रभाव को कम करती है।

थ्रू-कोर कैपेसिटर उच्च आवृत्ति शोर को प्रभावी ढंग से फ़िल्टर कर सकता है इसका कारण यह है कि थ्रू-कोर कैपेसिटर में न केवल यह समस्या नहीं होती है कि लीड इंडक्शन के कारण कैपेसिटर अनुनाद आवृत्ति बहुत कम होती है।

और थ्रू-कोर कैपेसिटर को सीधे मेटल पैनल पर स्थापित किया जा सकता है, जिससे मेटल पैनल उच्च-आवृत्ति अलगाव की भूमिका निभा सकता है। हालाँकि, थ्रू-कोर कैपेसिटर का उपयोग करते समय, ध्यान देने योग्य समस्या स्थापना की समस्या है।

थ्रू-कोर कैपेसिटर की सबसे बड़ी कमजोरी उच्च तापमान और तापमान प्रभाव का डर है, जो थ्रू-कोर कैपेसिटर को धातु पैनल में वेल्डिंग करते समय बड़ी कठिनाइयों का कारण बनता है।

वेल्डिंग के दौरान कई कैपेसिटर क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। खासकर जब पैनल पर बड़ी संख्या में कोर कैपेसिटर लगाने की ज़रूरत होती है, तो जब तक कोई क्षति होती है, उसे ठीक करना मुश्किल होता है, क्योंकि क्षतिग्रस्त कैपेसिटर को हटाने पर आस-पास के अन्य कैपेसिटर भी क्षतिग्रस्त हो जाएँगे।

2.सामान्य मोड प्रेरकत्व

चूंकि ईएमसी के सामने आने वाली समस्याएं ज्यादातर सामान्य मोड हस्तक्षेप से संबंधित हैं, इसलिए सामान्य मोड प्रेरक भी हमारे आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले शक्तिशाली घटकों में से एक हैं।

सामान्य मोड प्रेरक एक सामान्य मोड हस्तक्षेप दमन उपकरण है, जिसमें फेराइट कोर होता है, जिसमें समान आकार और समान संख्या में घुमावों वाले दो कुंडल होते हैं, जो समान फेराइट रिंग चुंबकीय कोर पर सममित रूप से लिपटे होते हैं, जिससे चार-टर्मिनल वाला उपकरण बनता है, जिसमें सामान्य मोड सिग्नल के लिए बड़ा प्रेरकत्व दमन प्रभाव होता है, और अंतर मोड सिग्नल के लिए छोटा रिसाव प्रेरकत्व होता है।

सिद्धांत यह है कि जब सामान्य मोड धारा प्रवाहित होती है, तो चुंबकीय रिंग में चुंबकीय प्रवाह एक दूसरे पर आरोपित होते हैं, इस प्रकार एक काफी प्रेरकत्व होता है, जो सामान्य मोड धारा को बाधित करता है, और जब दो कुंडल अंतर मोड धारा के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, तो चुंबकीय रिंग में चुंबकीय प्रवाह एक दूसरे को रद्द कर देता है, और लगभग कोई प्रेरकत्व नहीं होता है, इसलिए अंतर मोड धारा क्षीणन के बिना गुजर सकती है।

इसलिए, सामान्य मोड प्रारंभक संतुलित लाइन में सामान्य मोड हस्तक्षेप संकेत को प्रभावी ढंग से दबा सकता है, लेकिन अंतर मोड संकेत के सामान्य संचरण पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

सामान्य मोड प्रेरकों को निर्मित होने पर निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:

(1) कुंडली कोर पर लपेटे गए तारों को इन्सुलेट किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि तात्कालिक ओवरवोल्टेज की कार्रवाई के तहत कुंडली के मोड़ों के बीच कोई ब्रेकडाउन शॉर्ट सर्किट न हो;

(2) जब कुंडली में तात्कालिक बड़ी धारा प्रवाहित होती है, तो चुंबकीय कोर संतृप्त नहीं होना चाहिए;

(3) कुंडली में चुंबकीय कोर को तात्कालिक ओवरवोल्टेज की कार्रवाई के तहत दोनों के बीच टूटने को रोकने के लिए कुंडली से इन्सुलेट किया जाना चाहिए;

(4) कुंडली को यथासंभव एकल परत में लपेटा जाना चाहिए, ताकि कुंडली की परजीवी धारिता को कम किया जा सके और क्षणिक ओवरवोल्टेज संचारित करने की कुंडली की क्षमता को बढ़ाया जा सके।

सामान्य परिस्थितियों में, फ़िल्टर करने के लिए आवश्यक आवृत्ति बैंड के चयन पर ध्यान देते समय, सामान्य-मोड प्रतिबाधा जितनी बड़ी होगी, उतना ही बेहतर होगा, इसलिए हमें सामान्य-मोड प्रारंभ करनेवाला का चयन करते समय डिवाइस डेटा को देखने की आवश्यकता है, मुख्य रूप से प्रतिबाधा आवृत्ति वक्र के अनुसार।

इसके अलावा, चयन करते समय, सिग्नल पर अंतर मोड प्रतिबाधा के प्रभाव पर ध्यान दें, मुख्य रूप से अंतर मोड प्रतिबाधा पर ध्यान केंद्रित करें, विशेष रूप से उच्च गति वाले बंदरगाहों पर ध्यान दें।

3.चुंबकीय मनका

उत्पाद डिजिटल सर्किट ईएमसी डिजाइन प्रक्रिया में, हम अक्सर चुंबकीय मोती का उपयोग करते हैं, फेराइट सामग्री लौह-मैग्नीशियम मिश्र धातु या लौह-निकल मिश्र धातु है, इस सामग्री में एक उच्च चुंबकीय पारगम्यता है, वह उच्च आवृत्ति के मामले में कुंडल घुमाव के बीच प्रेरक हो सकता है और उच्च प्रतिरोध उत्पन्न समाई न्यूनतम।

फेराइट पदार्थों का उपयोग आमतौर पर उच्च आवृत्तियों पर किया जाता है, क्योंकि निम्न आवृत्तियों पर उनकी मुख्य प्रेरकत्व विशेषताएँ लाइन पर हानि को बहुत कम कर देती हैं। उच्च आवृत्तियों पर, वे मुख्यतः प्रतिघात अभिलक्षणिक अनुपात होते हैं और आवृत्ति के साथ बदलते हैं। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, फेराइट पदार्थों का उपयोग रेडियो आवृत्ति परिपथों के लिए उच्च आवृत्ति क्षीणक के रूप में किया जाता है।

वास्तव में, फेराइट प्रतिरोध और प्रेरकत्व के समानांतर के लिए बेहतर समतुल्य है, कम आवृत्ति पर प्रेरकत्व द्वारा प्रतिरोध को शॉर्ट-सर्किट किया जाता है, और उच्च आवृत्ति पर प्रेरकत्व प्रतिबाधा काफी अधिक हो जाती है, जिससे कि सभी धारा प्रतिरोध से होकर गुजरती है।

फेराइट एक उपभोग्य उपकरण है जिस पर उच्च-आवृत्ति ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जो इसकी विद्युत प्रतिरोध विशेषताओं द्वारा निर्धारित होती है। फेराइट चुंबकीय मोतियों में सामान्य प्रेरकों की तुलना में बेहतर उच्च-आवृत्ति निस्पंदन विशेषताएँ होती हैं।

फेराइट उच्च आवृत्तियों पर प्रतिरोधक होता है, जो बहुत कम गुणवत्ता कारक वाले प्रेरक के बराबर होता है, इसलिए यह व्यापक आवृत्ति रेंज पर उच्च प्रतिबाधा बनाए रख सकता है, जिससे उच्च आवृत्ति फ़िल्टरिंग की दक्षता में सुधार होता है।

निम्न आवृत्ति बैंड में, प्रतिबाधा प्रेरकत्व से बनी होती है। निम्न आवृत्ति पर, R बहुत छोटा होता है, और कोर की चुंबकीय पारगम्यता अधिक होती है, इसलिए प्रेरकत्व बड़ा होता है। L एक प्रमुख भूमिका निभाता है, और विद्युत चुम्बकीय व्यतिकरण परावर्तन द्वारा दबा दिया जाता है। और इस समय, चुंबकीय कोर का नुकसान कम होता है, संपूर्ण उपकरण कम नुकसान वाला होता है, और प्रेरकत्व की Q विशेषताएँ उच्च होती हैं, जिससे प्रेरकत्व अनुनाद उत्पन्न करने में आसान होता है, इसलिए निम्न आवृत्ति बैंड में, कभी-कभी फेराइट चुंबकीय मोतियों के उपयोग के बाद हस्तक्षेप बढ़ सकता है।

उच्च आवृत्ति बैंड में, प्रतिबाधा प्रतिरोध घटकों से बनी होती है। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, चुंबकीय कोर की पारगम्यता घटती जाती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रेरक के प्रेरकत्व में कमी आती है और प्रेरणिक प्रतिघात घटक में भी कमी आती है।

हालांकि, इस समय, चुंबकीय कोर का नुकसान बढ़ जाता है, प्रतिरोध घटक बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कुल प्रतिबाधा में वृद्धि होती है, और जब उच्च आवृत्ति संकेत फेराइट से गुजरता है, तो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप अवशोषित हो जाता है और गर्मी अपव्यय के रूप में परिवर्तित हो जाता है।

फेराइट दमन घटकों का व्यापक रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों, बिजली लाइनों और डेटा लाइनों में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप को फ़िल्टर करने के लिए मुद्रित बोर्ड के पावर कॉर्ड के इनलेट सिरे पर एक फेराइट दमन तत्व जोड़ा जाता है।

फेराइट चुंबकीय वलय या चुंबकीय मनका विशेष रूप से सिग्नल लाइनों और विद्युत लाइनों पर उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप और शिखर हस्तक्षेप को दबाने के लिए उपयोग किया जाता है, और इसमें इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज पल्स हस्तक्षेप को अवशोषित करने की क्षमता भी होती है। चिप चुंबकीय मनकों या चिप प्रेरकों का उपयोग मुख्य रूप से व्यावहारिक अनुप्रयोग पर निर्भर करता है।

अनुनाद परिपथों में चिप प्रेरकों का उपयोग किया जाता है। जब अनावश्यक ईएमआई शोर को समाप्त करना आवश्यक हो, तो चिप चुंबकीय मोतियों का उपयोग सबसे अच्छा विकल्प है।

चिप चुंबकीय मोतियों और चिप प्रेरकों का अनुप्रयोग

चिप प्रेरक:रेडियो आवृत्ति (आरएफ) और वायरलेस संचार, सूचना प्रौद्योगिकी उपकरण, रडार डिटेक्टर, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, सेलुलर फोन, पेजर, ऑडियो उपकरण, व्यक्तिगत डिजिटल सहायक (पीडीए), वायरलेस रिमोट कंट्रोल सिस्टम और कम वोल्टेज बिजली आपूर्ति मॉड्यूल।

चिप चुंबकीय मोती:घड़ी-जनरेटिंग सर्किट, एनालॉग और डिजिटल सर्किट के बीच फ़िल्टरिंग, I/O इनपुट/आउटपुट आंतरिक कनेक्टर (जैसे सीरियल पोर्ट, समानांतर पोर्ट, कीबोर्ड, माउस, लंबी दूरी की दूरसंचार, स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क), हस्तक्षेप के लिए अतिसंवेदनशील आरएफ सर्किट और लॉजिक डिवाइस, बिजली आपूर्ति सर्किट, कंप्यूटर, प्रिंटर, वीडियो रिकॉर्डर (वीसीआरएस) में उच्च आवृत्ति संचालित हस्तक्षेप को फ़िल्टर करना, टेलीविजन सिस्टम और मोबाइल फोन में ईएमआई शोर दमन।

चुंबकीय मनका की इकाई ओम है, क्योंकि चुंबकीय मनका की इकाई एक निश्चित आवृत्ति पर उत्पन्न प्रतिबाधा के अनुसार नाममात्र होती है, और प्रतिबाधा की इकाई भी ओम होती है।

चुंबकीय मनका डेटाशीट आम तौर पर वक्र की आवृत्ति और प्रतिबाधा विशेषताओं को प्रदान करेगा, आम तौर पर मानक के रूप में 100 मेगाहर्ट्ज, उदाहरण के लिए, जब चुंबकीय मनका की प्रतिबाधा 1000 ओम के बराबर होती है तो 100 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति।

जिस आवृत्ति बैंड को हम फ़िल्टर करना चाहते हैं, उसके लिए हमें चुंबकीय मनका की प्रतिबाधा जितनी अधिक होगी, उतना ही बेहतर होगा, आमतौर पर 600 ओम प्रतिबाधा या अधिक चुनें।

इसके अलावा, चुंबकीय मोतियों का चयन करते समय, चुंबकीय मोतियों के प्रवाह पर ध्यान देना आवश्यक है, जिसे आम तौर पर 80% तक कम करने की आवश्यकता होती है, और बिजली सर्किट में उपयोग किए जाने पर वोल्टेज ड्रॉप पर डीसी प्रतिबाधा के प्रभाव पर विचार किया जाना चाहिए।