모든 페라이트 비드는 동일하게 생성되지 않습니다

일반적인 시나리오: 설계 엔지니어가 EMC 문제가 발생한 회로에 페라이트 비드를 삽입했지만 비드가 실제로 원치 않는 노이즈를 더욱 악화시켰다는 사실을 발견했습니다. 어떻게 이럴 수있어? 페라이트 비드는 소음 에너지를 제거하고 문제를 악화시키지 않아야 하는 것이 아닌가?

이 질문에 대한 대답은 매우 간단하지만 EMI 문제 해결에 대부분의 시간을 투자하는 사람들 외에는 널리 이해되지 않을 수 있습니다. 간단히 말해서, 페라이트 비드는 페라이트 비드가 아니며 페라이트 비드가 아닙니다. 대부분의 페라이트 비드 제조업체는 부품 번호, 특정 주파수(보통 100MHz)에서의 임피던스, DC 저항(DCR)을 나열한 표를 제공합니다. , 최대 전류 정격 및 일부 치수 정보(표 1 참조). 거의 모든 것이 표준적인 것입니다. 데이터 테이블에 표시되지 않은 것은 중요한 정보와 주파수에 따른 각 성능 특성입니다.

표 1: 일반적인 페라이트 비드 데이터 표

페라이트 비드는 회로의 노이즈 에너지를 열의 형태로 제거하는 수동 소자입니다. 비드는 해당 주파수 범위에서 원하지 않는 잡음 에너지의 전부 또는 일부를 제거하는 넓은 주파수 범위에 걸쳐 임피던스를 생성합니다. DC 전압 애플리케이션(예: IC의 Vcc 라인)의 경우 원하는 신호 및/또는 전압 또는 전류 소스 내에서 큰 전력 손실(I2 x DCR 손실)이 발생하지 않도록 낮은 DC 저항 값을 갖는 것이 바람직합니다. 그러나 정의된 일부 주파수 범위에 걸쳐 높은 임피던스를 갖는 것이 바람직합니다. 따라서 임피던스는 사용된 재료(투자율), 페라이트 비드의 크기, 권선 수 및 권선 구성과 관련이 있습니다. 분명히 주어진 케이스 크기와 사용된 특정 재료에 대해 권선이 많을수록 임피던스는 높아지지만 내부 코일의 물리적 길이가 길어지면 DC 저항도 높아집니다. 부품의 정격 전류는 DC 저항에 반비례합니다.

EMI 애플리케이션에 페라이트 비드를 사용하는 기본 측면 중 하나는 부품이 저항 단계에 있어야 한다는 것입니다. 이것은 무엇을 의미 하는가? 간단히 말하면 "R"(AC 저항)이 "XL"(유도성 리액턴스)보다 커야 함을 의미합니다. XL > R(낮은 주파수)인 주파수에서 부품은 저항기라기보다는 인덕터처럼 동작합니다. R > XL인 주파수에서 부품은 페라이트 비드의 원하는 특성인 저항기로 동작합니다. "R"이 "XL"보다 커지는 주파수를 "교차" 주파수라고 합니다. 이는 그림 1에 빨간색 화살표로 표시된 크로스오버 주파수(이 예에서는 30MHz)로 표시됩니다.

그림 1: 교차 주파수

이를 살펴보는 또 다른 방법은 유도 및 저항 단계에서 부품이 실제로 수행하는 작업을 살펴보는 것입니다. 인덕터와 임피던스 불일치가 있는 다른 애플리케이션과 마찬가지로 도입된 신호의 일부가 소스로 다시 반사됩니다. 이는 페라이트 비드 반대쪽에 있는 민감한 장치를 어느 정도 보호할 수 있지만 회로에 "L"이 발생하여 공진 및 진동(링잉)이 발생할 수 있습니다. 따라서 비드가 본질적으로 여전히 유도성일 때, 인덕턴스 및 임피던스 값에 따라 노이즈 에너지의 일부가 반사되고 일부 비율은 통과하게 됩니다.

페라이트 비드가 저항 단계에 있을 때 구성 요소는 명시된 대로 저항처럼 동작하므로 잡음 에너지를 방해하고 회로에서 이 에너지를 흡수하여 열의 형태로 발생합니다. 동일한 프로세스, 제조 라인 및 기술, 기계 및 일부 동일한 구성 요소 재료를 사용하여 일부 인덕터와 동일한 방식으로 구성되었지만 페라이트 비드는 손실이 있는 페라이트 재료를 사용하는 반면 인덕터는 손실이 더 낮은 페라이트 재료를 사용합니다. 이는 그림 2의 곡선으로 표시됩니다.

그림 2: 반사 대 흡수

이 그림은 손실 페라이트 비드 재료의 거동을 반영하는 데 사용되는 [μ'']를 보여줍니다.