Inel de ferită
(640)Feritele inelare sunt incluse în familia filtrelor de ferită, cunoscute și sub numele de miezuri de ferită. Aceste filtre pot fi de diferite dimensiuni și forme, inclusiv cilindri cu o gaură de-a lungul axei de rotație sau inelele menționate mai sus. Se găsesc adesea la capetele diferitelor tipuri de cabluri și fire, de exemplu, la mouse-uri de calculator, surse de alimentare cu comutație sau cabluri USB, uneori chiar pe ambele părți, în apropierea ștecherului și, prin urmare, aproape de intrarea și ieșirea „către” și „de la” un anumit dispozitiv.
Principiul de funcționare a feritelor inelare
Filtrele din ferită, în sensul cel mai simplist, servesc la suprimarea, în ambele direcții, a interferențelor de înaltă frecvență. Funcționarea lor este aproape identică cu cea a inductorilor sau a bobinelor utilizate în mod obișnuit. În aplicațiile lor, feritele se caracterizează în primul rând prin impedanță, dar, indirect, pot introduce în circuit un fel de capacitate, precum și rezistență. Aplicate atât la conductoarele de curent continuu, cât și la cele de curent alternativ, acestea acționează ca un filtru trece-jos, suprimând interferențele de frecvență mai mare și disipând în esență energia acestora prin transformarea lor în energie termică, care este apoi cedată mediului înconjurător. Această interferență poate fi cauzată, de exemplu, de interferențe electromagnetice de la un alt dispozitiv sau circuit electronic aflat în vecinătatea semnalului de ieșire. O astfel de situație este tipică, printre altele, pentru sursele de alimentare în comutație, ceea ce este legat de specificul funcționării acestora și de curenții de comutație la frecvențe ridicate. Aceste interferențe sunt cunoscute sub numele de interferențe electromagnetice sau zgomot EMI (din engleză Electromagnetic interference) sau RFI (din engleză radio-frequency interference). Un curent care trece printr-un conductor, conform legii lui Ampère, creează un câmp magnetic în jurul acestuia. În cazul interferențelor de curent, acest câmp nu este constant și fluctuează, iar apoi interacționează cu filtrul de ferită. Acest lucru, la rândul său, suprimă interferențele semnalului electric care apare într-un anumit conductor.
În termeni simpli, pe măsură ce crește frecvența de interferență, crește impedanța conductorului pe care este încorporat miezul de ferită. Totuși, acest lucru este adevărat doar pe jumătate. Feritele au caracteristici de frecvență care arată pentru ce valori de frecvență ale unei tensiuni oscilante au cea mai mare impedanță. Totuși, dincolo de o anumită valoare a frecvenței, impedanța lor începe să scadă din nou. La selectarea feritei inelare adecvate, este extrem de important să alegem una cu cele mai mari valori de impedanță pentru perturbațiile care apar în sistemul nostru. Pentru a le găsi și, în același timp, pentru a alege filtrul potrivit, se pot efectua experimente și teste, de exemplu prin utilizarea analizei de frecvență, cunoscută și sub numele de analiză spectrală.
Alegerea feritelor inelare - ce trebuie să căutăm?
La proiectarea unui circuit electronic în care vom dori să folosim o ferită inelară, trebuie să ținem cont de faptul că aceasta se încălzește. Prin urmare, este necesar să asigurăm o răcire pasivă sau activă adecvată, utilizând circulația forțată a aerului, de exemplu, cu ajutorul unui ventilator. Curentul ridicat și interferențele de înaltă frecvență nu numai că vor genera o cantitate semnificativă de căldură, dar pot duce, de asemenea, la saturarea miezului de ferită, adică la o scădere a inductanței sale de până la 90%.
Utilizarea feritelor inelare
Miezurile de ferită reprezintă o modalitate simplă și ieftină de a aplica filtrarea trece-jos la o infrastructură de cablu deja existentă, de exemplu prin crearea unei bobine de reactanță sau, cu alte cuvinte, a unui inductor. În cazul feritelor inelare este suficient să înfășurăm un anumit conductor de mai multe ori, de obicei de 5 până la 7 ori, prin centrul inelului, pentru a ne asigura că acesta este filtrat în mod adecvat împotriva interferențelor de înaltă frecvență.
Feritele inelare pot fi găsite în cablurile exterioare, dar filtrele de ferită sunt la fel de des întâlnite în interiorul diferitelor tipuri de echipamente, de exemplu, sub formă de bile de ferită sau de bobine, ca filtre pentru energia de intrare, dar și pentru a filtra semnalele direct pe PCB-uri, în apropierea tranzistoarelor, microprocesoarelor și a altor circuite integrate, precum și a conectorilor.
Utilizarea filtrelor din ferită este utilă și în cazul dispozitivelor care pot emite energie de frecvență radio, deoarece în acest caz cablul se poate comporta ca o antenă, astfel încât semnalul transmis prin el va fi distorsionat. Un astfel de fenomen poate duce la un comportament imprevizibil al echipamentului furnizat. Același fenomen poate apărea și în cazul cablurilor de semnal, ceea ce poate cauza o comunicare defectuoasă între circuite integrate.
Pentru a alege ferita inelară potrivită, trebuie luați în considerare mai mulți factori, în funcție de aplicația specifică, de curenții care trec prin conductor, precum și de spațiul disponibil, de exemplu, în carcasa dispozitivului în cauză. Pot fi luate în considerare dimensiunile filtrului, inclusiv orificiu intern, care ar trebui să permită înfășurarea unui cablu cu un anumit diametru prin centrul său de mai multe ori, materialul miezului, care se va traduce în caracteristicile sale de frecvență și în factorul de inductanță. Înainte de a selecta un anumit miez de ferită, este util, de asemenea, să citiți documentația tehnică detaliată furnizată de producător, care va conține toate informațiile principale, împreună cu caracteristicile menționate mai sus.
Depozit:
