ООО ЭФО
Поиск по складу
Программа поставок 2016
Сегодня
www.powel.ru
источники питания
www.korpusa.ru
конструктивы и корпуса РЭА
www.wless.ru
беспроводные технологии
www.mymcu.ru
микроконтроллеры
altera-plis.ru
микросхемы Altera
www.infiber.ru
волоконно-оптические
компоненты в
промышленности
www.efo-power.ru
силовая электроника
www.efo-electro.ru
электротехническая
продукция
www.efometry.ru
контрольно-измерительные приборы
www.golledge.ru
кварцевые резонаторы и генераторы Golledge
www.sound-power.ru
профессиональные усилители класса D
Поиск по сайту
Подписка на новости

Система менеджмента
качества сертифицирована на соответствие требованиям:
ISO 9001, ГОСТ Р ИСО 9001 и СРПП ВТ - подтверждено сертификатами соответствия в системах сертификации Русского Регистра, ГОСТ Р, международной сети IQNet, "Оборонсертифика" и "Военный Регистр".

ООО "ЭФО" в 2011г. получило Лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на изготовление оборудования для ядерных установок.


Rambler s Top100



ChipFind - поисковая система по электронным компонентам
EEN
webmaster
Санкт-Петербург: (812) 327-86-54  zav@efo.ru Москва: (495) 933-07-43  moscow@efo.ru Екатеринбург: (343) 278-71-36  ural@efo.ru Пермь: (342) 220-19-44  perm@efo.ru
Казань: (843) 518-79-20  kazan@efo.ru Ростов-на-Дону: (863) 220-36-79  rostov@efo.ru Н. Новгород: (831) 434-17-84  nnov@efo.ru Новосибирск: (383) 286-84-96  nsib@efo.ru
о нас склад библиотека статьи
 

Компоненты компании TDK для обеспечения электромагнитной совместимости технических средств

Александра Дмитриенко,
инженер-консультант ЭФО

Проблема электромагнитных помех существует с тех пор, как появилась электроника. Но в связи с тем, что с течением времени количество электронных средств неуклонно растет, к ним предъявляются все более жесткие требования по электромагнитной совместимости (ЭМС). Именно поэтому новые методы и средства борьбы с помехами всегда вызывают интерес разработчиков.

В статье рассматриваются компоненты для обеспечения электромагнитной защиты производства TDK. Японская компания TDK начала выпуск компонентов для обеспечения электромагнитной совместимости еще в 1935 году и на сегодняшний день является одним из мировых лидеров в этой области, она обеспечивает до 50% мировой потребности в этих компонентах.

Существующие методы борьбы с помехами в первом приближении можно разделить на два способа. Первый из них не требует применения специальных электронных компонентов и условно может быть назван топологическим. Его суть состоит, например, в разделении шин питания на аналоговые и цифровые, которые затем соединяются только в источнике питания. Кроме того, применяются специальные методы при трассировке печатных плат и монтаже внешних проводников и т.д.

К сожалению, топологические меры далеко не всегда дают нужный результат, и тогда разработчик вынужден использовать специальные ЭМС-компоненты, обеспечивающие электромагнитную совместимость изделия. Например, различные помехоподавляющие фильтры (ППФ).

ППФ используются в цепях постоянного тока для устранения высокочастотных шумов и по принципу действия делятся на два вида - поглощающие (или абсорбционные) и отражающие. В действительности ППФ реализуют оба принципа, но один из них, как правило, преобладает.

Поглощающие помехоподавляющие фильтры

Поглощающие фильтры являются фильтрами низких частот. Они пропускают низкочастотный сигнал, а энергия высокочастотной помехи переводится в тепловую и рассеивается.

В качестве поглощающих фильтров используются так называемые безвитковые дроссели, которые представляют собой ферритовое кольцо на токоведущем проводе. Их иногда называют "ферритовыми бусинами". И действительно, они напоминают бусину, нанизанную на нить. Ферритовые бусины отличаются различными типами конструктивного исполнения. Чаще всего это фильтры для SMD-монтажа на плату, именно они называются в англоязычной литературе Ferrite Beads - ферритовая бусина.

Кроме того, возможно выводное исполнение фильтров, а также в виде ферритового кольца без токоведущего проводника.

Еще один тип поглощающего фильтра - ферритовое кольцо в корпусе с зажимами, для установки на изолированный кабель. Размеры таких фильтров довольно велики, но и преимущества немаловажны. Во-первых, такой фильтр практически не влияет на полезный сигнал, а во-вторых, он подавляет не только кондук-тивные помехи, но также радиочастотные (РЧП), передающиеся через окружающее пространство. Кроме того, фильтр такого типа может быть использован для фильтрации и дифференциальной, и синфазной помех. Для работы в синфазном режиме из провода образуют один виток вокруг ферритового сердечника.

Основными параметрами, характеризующими свойства помехоподавляющих фильтров, являются сопротивление постоянному току (чем меньше, тем лучше) и сопротивление переменному току на частоте 100 МГц. Большинство фильтров подходят для подавления и более высоких частот, особенно те из них, которые специально разработаны для высокочастотных применений. Так, фильтры серии ZBFS в SMD-исполнении могут работать в диапазоне частот от 20 до 500 МГц, а ферритовые кольца на проводнике серии ZBF эффективны на частотах до 1 ГГц.

В таблице 1 представлены помехо-подавляющие фильтры абсорбционного типа компании TDK.

Таблица 1. Ферритовые безвитковые дроссели
Серия Тип линии Выводы Rdc, Ом R (100 МГц), Ом Примечание
Силовая Сигнальная
SMD-фильтры
АСВ   + SMD 0,1. ..1,8 7.. .1500 Высокоомные
ACBHF   + 0,1. ..0,4 7.. .125 Низкоомные
АСС +   0,03.. .0,05 7... 750 Широкополосные
ACZ   + 0,3.. .2,0 40... 1500 Малые размеры
MMZ   + 0,05.. .0,48 80.. .2000 Высокоомные
MMZ-C   + 0,07.. .0,42 80... 1500 Улучшенные высокочастотные характеристики
MPZ +   0,004... 0,035 30... 330  
ZBFS +   0,004... 0,008 20... 500 Высокочастотный Низкоомный
Ферритовые кольца на проводнике
ZBF +   радиальные 0,01...0,04 30... 1000 Подходят для фильтрации РЧП
HF**BT + + аксиальные - 74...125 Подходят для фильтрации РЧП
HF**B
Н
Ферритовые кольца без проводника
HF**BB + + - - 33...155 Подходят для фильтрации РЧП
Ферритовые кольца с зажимом для кабеля
ZCAT + + - - 35...100 Высокочастотные (до 500 МГц)

Отражающие помехоподавляющие фильтры

В отражающих ППФ используется эффект отражения энергии помехи за счет рассогласования входного сопротивления фильтра в полосе непрозрачности с сопротивлением источника помехи.

Отражающие фильтры применяются для подавления помехи синфазного и дифференциального типов в низкоимпедансных схемах. Как правило, в качестве фильтров используют катушки индуктивности с малыми значениями емкости и активного сопротивления обмотки. Включенная в схему катушка индуктивности подавляет помехи дифференциального типа. Для подавления синфазных помех необходимо использовать встречное включение двух катушек индуктивности, так чтобы их обмотки создавали магнитные потоки направленные навстречу друг другу. В таблице 2 представлены фильтры, используемые для подавления синфазных помех, а в таблице 3 - для подавления дифференциальных помех.

Таблица 2. Фильтры для подавления синфазных помех
Серия Тип линии Выводы Rdc, Ом R (100 МГц), Ом Примечание
Силовая Сигнальная
АСМ +   SMD 0,004...0,015 600. ..1000 Для низкоомных линий
АСМ   + 0,19...0,6 90. ..1000 Для низкоомных линий
ZBYS +   <0.1 20 Высокочастотные
ZJYS +   0,01...0,06 100. ..1000  
ZCYS   + 0,15...0,3 100... 400 Высокочастотные
ACT   + 1 750 (10 МГц) +300 Ом (10 МГц) в дифференциальном режиме
ZJY   + DIP 0,03...0,2    

Таблица 3. Катушки индуктивности, применяемые для подавления дифференциальных помех
Серия Тип линии Выводы Индуктивность, мкГн Примечание
Силовая Сигнальная
SFM +   SMD 0,8...10  
NLC 1...1000  
NLFC1...1000 Ферритовое экранирование
SLF 1,2...1500 Ферритовое экранирование
RLF 1...33 Для очень больших токов (до 14,4 А)
NL   + 0,01...1000  
MLF 0,047...100 Ферритовое экранирование
MLG 0,001...0,1 Высокочастотные (Ррез до 10 ГГц), экранированные
MLK 0,001...0,1 Высокочастотные (Ррез до 19 ГГц), экранированные
TSL +   радиальные 3,3...10000  
SP + + аксиальные 0,1...1000  

Кроме них TDK производит в SMD-конструктиве фильтры серии ACT, предназначенные для фильтрации помех обоих типов. Их конструкция состоит из четырех катушек индуктивности: две со встречными обмотками и две с параллельными. Сопротивление катушки постоянному току составляет 1 Ом, синфазное сопротивление - 750 Ом, а дифференциальное - 300 Ом. Два последних значения измерены при частоте 10 МГц.

Некоторые фильтры компании TDK снабжены защитным ферритовым экраном. Экранирование фильтра позволяет использовать его в схемах с более высокой степенью интеграции, чем фильтры в классическом исполнении. Серии фильтров с ферритовым экраном имеют в названии литеру «F».

Аттенюаторы

Аттенюаторы используются для подавления помех в различных частотных диапазонах. Они состоят из нескольких ЭМС-компонентов, и, в зависимости от конфигурации, называются Т-, П-, D- или W- образными фильтрами. Фильтры на базе катушек индуктивности и конденсаторов используются в низкоимпедансных схемах. Фильтры, в состав которых входят ферритовые бусины и конденсаторы, эффективны в цепях с высоким сопротивлением. Аттенюаторы производства TDK представлены в таблице 4.

Таблица 4. Аттенюаторы
Серия Тип линии Выводы Конфигурация Примечание
Силовая Сигнальная
АСН +   SMD Для высокоомных схем
ACF   + SMD Для высокоомных схем
MEM-W   + SMD Крутой спад характеристики, более высокая частота среза (120 ~ 240 МГц). Для высокоомных схем
MEM-D   + SMD Крутая переходная характеристика. Для высокоомных схем. Минимальное искажение полезного сигнала
МЕМ-Р   + SMD  
MEM -Т   + SMD Подавляет частоты широкого диапазона
MEM -ТС   + SMD  
ZJSC   + Радиальные Крутой спад амплитудно-частотной характеристики обеспечивает минимальное искажение полезного сигнала
ZJSR   + Радиальные  

Фильтрующие конденсаторы

В высокоимпедансных схемах для фильтрации синфазной и дифференциальной составляющих помехи используются неполярные конденсаторы. Для подавления синфазных помех конденсатор включается между прямым и возвратным проводником, а для подавления дифференциальных (противофазных) помех - между проводником и землей. Компания TDK предлагает широчайший выбор неполярных керамических конденсаторов (см. табл. 5). Керамические конденсаторы имеют существенные преимущества перед электролитическими, так как, благодаря низким значениям эквивалентного последовательного сопротивления и последовательной индуктивности, их можно использовать для фильтрации высокочастотных помех в очень широком частотном диапазоне. Определяющими параметрами керамических конденсаторов являются: емкость, тип диэлектрика (COG (NPO), X7R, X5R, Y5V), рабочее напряжение и размеры (от 0603 (0201) до 5750 (2220)).

Таблица 5. Керамические конденсаторы
Серия Категория Размеры Тип материала диэлектрика Напряжение Udc, В
По стандарту JIS/IEC По стандарту EIA (дюймы)
С Мини 0603 (0,6 х 0,3 мм) 0201 COG, X7R, X5R, Y5V 6,3...50
Общего назначения 1005 (1,0x0,5 мм)
1608 (1,6x0,8 мм)
2012 (2,0x1, 25 мм)
3216 (3,2 х 1,6мм)
0402
0603
0805
1206
COG.X7R,X5R.Y5V 6,3...50
Для сглаживания пульсаций 3225 (3,2x2,5 мм)
4532 (4,5 х 3,2 мм)
5750 (5,7x5,0 мм)
1210
1812
2220
X7R,X5R,Y5V 6,3...50
Для среднего диапазона напряжения 1608 (1,6x0,8 мм)
2012 (2,0 х 1,25мм)
3216 (3,2 х 1,6мм)
3225 (3,2x2,5 мм)
4532 (4,5 х 3,2 мм)
5750 (5,7x5,0 мм)
0603
0805
1206
1210
1812
2220
COG, X7R 100,
250,630
Для высокого напряжения 4520 (4,5 х 2,0 мм)
4532 (4,5 х 3,2 мм)
1808
1812
COG 3000
4520 (4,5 х 2,0 мм)
4532 (4,5 х 3,2 мм)
1808
1812
X7R 2000, 3000
CKG Мега - - X5R, X7R 16...630

Варисторы

Варисторы применяются для защиты оборудования от импульсного перенапряжения и обычно подключаются параллельно защищаемому участку цепи. Их основные преимущества перед стабилитронами заключается, во-первых, в способности пропускать гораздо большие импульсные токи, а во-вторых, в высокой скорости переходных процессов - длительность фронта нарастания тока составляет всего лишь 0,5 нc. При использовании варисторов экономится место на плате, повышается надежность защиты и снижается общая стоимость используемых компонентов.

Основными параметрами, исходя из которых осуществляется выбор варисторов, являются:

  • номинальное напряжение Vn, характеризующее максимально возможное рабочее напряжение варистора;
  • пиковый ток (или ток перегрузки, imax) - определяет амплитуду, длительность и число импульсов тока стандартной формы, которые может выдерживать варистор;
  • энергия абсорбции Wmax - величина, пропорциональная imax.
  • максимальное перенапряжение, которое может быть приложено к варистору.

Компания TDK предлагает варис-торы серии AVR-M для различных рабочих напряжений, от 5 до 28 В. Значения перенапряжения варьируются от 14 до 62 В, а возможные пиковые токи - от 1 до 100 А.

Более подробную техническую информацию об изделиях фирмы TDK можно получить на сайте производителя www.tdk-catalogue.com, а также на сайте официального российского дистрибьютора - фирмы ЭФО www.efo.ru. com, а также на сайте официального российского дистрибьютора - фирмы ЭФО www.efo.ru.

© 1999-2016 All Right Reserved. EFO Ltd. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.
Контактная информация