Что такое ферритовый сердечник?

Что такое ферритовый сердечник?

Ферритовый сердечник — это керамический магнитный материал, называемый ферритом, который в основном состоит из железа и обрабатывается в соответствии с применением.

Использование феррита в качестве магнитного сердечника может блокировать высокочастотные токи, и поэтому является эффективным в качестве подавителя шума. Ферриты классифицируются по разным системам в зависимости от их состава, но ферриты Ni-Zn в основном используются для снижения шума.

Причина этого в том, что тип Ni-Zn не требует обработки изоляции и имеет превосходные высокочастотные характеристики. Шум можно устранить, пропустив кабель через кольцевой ферритовый сердечник.

Применение ферритовых сердечников

Ферритовые сердечники используются для снижения шума в электронном оборудовании. Шумопонижающий эффект ферритовых сердечников не ограничивается шумом, поступающим в кабель извне, но также может устранить шум, создаваемый самим кабелем.

Ферритовые сердечники — это простые, недорогие компоненты для подавления шума, которые отличаются простотой в обращении. Поэтому подавление шума может быть реализовано без необходимости внесения изменений в конструкцию платы или схемы. Поэтому их можно использовать в качестве экспериментального метода перед окончательной доработкой окончательных спецификаций или в качестве экстренной меры по подавлению шума.

Принцип работы ферритовых сердечников

Существует два основных принципа, по которым ферритовые сердечники могут устранять шум: во-первых, они действуют как фильтр для обрезания высокочастотных частот и устранения шума, вызванного высокочастотными токами.

Когда электричество течет через отверстие в ферритовом сердечнике, кабель становится индуктором, а сопротивление кабеля изменяется в соответствии с намагничиванием ферритового сердечника. В это время сопротивление становится выше в высокочастотном диапазоне, что позволяет ослаблять высокочастотные токи, которые являются компонентами шума.

Рисунок 1. Удаление шума ферритового сердечника

Во-вторых, гистерезисные потери позволяют рассеивать шумовой ток в виде тепловой энергии. Когда индуктор сконфигурирован с помощью ферритового сердечника и через него протекает переменный ток, генерируемое магнитное поле колеблется по направлению и величине со временем в течение определенного периода.

Намагничивание ферритового сердечника, совершающее один цикл, называется петлей гистерезиса, а потеря энергии, которая происходит во время этого процесса, называется гистерезисными потерями.

Как выбрать ферритовый сердечник

При выборе ферритового сердечника следует учитывать некоторые моменты.

1. При грубом снижении шума в диапазоне высоких частот выше 150 МГц

• Внутренний диаметр ферритового сердечника должен соответствовать кабелю, а внешний диаметр должен быть как можно больше, а длина должна быть как можно длиннее.
• Используйте кабель без поворотов
• Получите хорошие характеристики импеданса благодаря форм-фактору ферритового сердечника

2. При использовании для снижения шума в диапазоне частот ниже 150 МГц или в качестве шумоподавителя для кабелей в оборудовании

• Выберите тип ферритового сердечника с большим внутренним диаметром и меньшей длиной
• Используйте кабель с витками
• Получите хорошие характеристики импеданса в зависимости от количества витков

Другая информация о ферритовых сердечниках

1. Материал ферритового сердечника

Для ферритовых сердечников используется мягкий магнитный материал, называемый мягким ферритом. Основным сырьем являются оксиды переходных металлов, таких как никель, железо, цинк и медь. Поскольку проницаемость мягкого феррита может быть изменена его составом, импеданс может быть настроен соотношением основных сырьевых материалов.

Импеданс имеет два компонента, а именно реактивное сопротивление и сопротивление. Материальный состав ферритового сердечника для подавления шума содержит большое количество компонента сопротивления. Поэтому подавление шума более эффективно при рассеивании энергии шумового тока в виде тепла из-за гистерезисных потерь, чем при фильтрации для срезания высоких частот.

2. Характеристики шумоподавления ферритовых сердечников

Характеристики шумоподавления ферритового сердечника оцениваются по его импедансу. Импеданс определяется свойствами материала, коэффициентом формы и количеством витков.

Свойства материала определяются составом мягкого феррита. Коэффициент формы — это площадь поперечного сечения ферритового сердечника, деленная на среднюю длину магнитного пути. Поэтому ферритовый сердечник с большой площадью поперечного сечения и малым внутренним диаметром работает лучше. Для лучшего шумоподавления также эффективно многократное наматывание кабеля вокруг ферритового сердечника.

Однако, когда проводник намотан более одного раза, начало и конец обмотки находятся близко друг к другу, создавая между ними паразитную емкость. Поскольку эта паразитная емкость снижает эффективность контрмер против высокочастотных компонентов, необходимо наматывать кабель, следя за полосой частот, для которой желательно шумоподавление.