Toroidkerner
(120)Ringferritter hører til familien af ferritfiltre, også kendt som ferritkerner. Disse filtre findes i mange forskellige størrelser og former, f.eks. cylindre med et hul langs deres rotationsakse eller de tidligere nævnte ringe. De findes ofte i enderne af forskellige typer kabler og ledninger, f.eks. computermus, strømforsyninger eller USB-kabler, nogle gange endda på begge sider, nær stikkene, og dermed tæt på input og output "til" og "fra" en bestemt enhed.
Hvordan fungerer ringferritter?
Ferritfiltre tjener helt enkelt til at undertrykke højfrekvent interferens i begge retninger. Deres funktion adskiller sig ikke meget fra almindeligt anvendte chokes eller induktorer. I deres anvendelser er ferritter primært kendetegnet ved impedans, men indirekte kan de indføre en slags kapacitans og også modstand i kredsløbet. Anvendt på både jævnstrøms- og vekselstrømsledere fungerer de som lavpasfiltre, der undertrykker interferens ved højere frekvenser og faktisk spreder deres energi ved at omdanne den til termisk energi, som derefter afgives til omgivelserne. Interferens kan være resultatet af f.eks. elektromagnetisk påvirkning fra en anden enhed eller et elektronisk kredsløb, der er placeret i nærheden af udgangssignalet. En sådan situation er typisk for f.eks. switching-mode strømforsyninger på grund af den særlige karakter af deres drift og switching-strømme ved høj frekvens. Denne interferens kaldes elektromagnetisk interferens, den såkaldte EMI- eller RFI-støj (radiofrekvensinterferens). En strøm, der flyder gennem en leder, skaber ifølge Ampère's lov et magnetfelt omkring den. I tilfælde af strømforstyrrelser er dette felt ikke konstant og udsættes for udsving, som derefter interagerer med ferritfilteret. Dette undertrykker igen den elektriske signalinterferens, der opstår i lederen.
Enkelt sagt øges impedansen i den leder, som ferritkernen er indlejret i, efterhånden som interferensfrekvensen stiger. Dette er dog kun halvt sandt. Ferritter har frekvensegenskaber, der viser, ved hvilke svingende spændingsfrekvensværdier de har den højeste impedans. Efter at have passeret en bestemt frekvensværdi begynder deres impedans dog at falde igen. Når man vælger en passende ringferrit, er det ekstremt vigtigt at vælge en, hvis impedansværdi er den højeste for interferensfrekvenserne i vores system. For at finde dem og samtidig vælge et passende filter kan man udføre eksperimenter og tests, f.eks. ved hjælp af frekvensanalyse, også kendt som spektrumanalyse.
Valg af ringferritter - hvad skal man kigge efter?
Når vi designer et elektronisk kredsløb, hvor vi ønsker at bruge en ringferrit, skal der tages højde for dens opvarmning. Det er derfor nødvendigt at sørge for tilstrækkelig passiv eller aktiv køling ved hjælp af tvungen luftcirkulation, f.eks. ved hjælp af en ventilator. Høje strømværdier og stor interferens ved høje frekvenser vil ikke kun medføre, at der afgives en betydelig mængde varme, men kan også føre til mætning af ferritkernen, dvs. et fald i dens induktans på helt op til 90 %.
Anvendelse af ringferritter
Ferritkerner er en enkel og billig måde at anvende lavpasfiltrering på i en allerede eksisterende kabelinfrastruktur, f.eks. ved at skabe en drossel, eller med andre ord en induktor. I tilfældet med ringferrit er det tilstrækkeligt at vikle en leder flere (typisk 5 til 7) gange gennem midten rundt om ringen for at give tilstrækkelig filtrering mod højfrekvent interferens.
Ringferritter findes i udendørs kabler, men ferritfiltre findes lige så ofte inde i forskellige typer udstyr, f.eks. i form af ferritperler eller chokes, som filtre for indgående strøm, men også til at filtrere signaler direkte på printkort, i nærheden af transistorer, mikroprocessorer og andre integrerede kredsløb samt stik.
Anvendelsen af ferritfiltre er også nyttig i forbindelse med enheder, der kan udsende radiofrekvensenergi, fordi kablet i et sådant tilfælde kan opføre sig som en antenne, så det signal, der sendes igennem, bliver forvrænget. Et sådant fænomen kan føre til uforudsigelig adfærd hos strømforsynede enheder. Det samme kan ske for signalkabler, som kan forårsage forvrængninger i kommunikationen mellem integrerede kredsløb.
Når du vælger en ringferrit, skal du være opmærksom på flere faktorer, afhængigt af den specifikke anvendelse, strømme, der flyder gennem lederen, samt den tilgængelige plads, f.eks. i huset til en given enhed. Filterets dimensioner kan tages i betragtning, herunder den indvendige åbning, som skal gøre det muligt at vikle en ledning med en given diameter gennem midten flere gange, kernens materiale, som vil afspejle sig i dens frekvensegenskaber, og induktansfaktoren. Før du vælger en ferritkerne, er det også værd at læse den detaljerede tekniske dokumentation fra producenten, som indeholder alle de vigtigste oplysninger sammen med de førnævnte egenskaber.
Lagerbygning:
