EN
Gyors linkek
A mai modern világban, ahol az elektronikus rendszerek mindenütt vannak, gyakran nem észre vesszük az elektromágneses zavar (EMI) rejtett fenélyét. Az EMI számos zavartató módon jelezhető, például az olyan kellemetlen, nem kívánt feszültségcsúcsok formájában, amelyek rázdíthatják a berendezéseinket. Továbbá jelzéstörést okoz, ami miatt az általunk igényelt adatok pontosága csökken, és akár olyan váratlan és frusztráló viselkedést is okozhat a berendezéseinkben, amelyekkel nem számítottunk. Gondoljunk arra, hogy kritikus területeken, mint például a medicinai eszközökben, ahol minden mérési érték számít egy beteg jólétéért, vagy az autók irányítási rendszereiben, amelyek biztosítják, hogy járműveink rendesen működjenek, ezek a zavarok nagy problémát jelenthetnek. Legutóbbi kutatások egy elég aggódós tényt mutattak: a gyárakban történő elektronikus berendezések 42%-ának a hibája kapcsolódik azonosítatlan EMI-kezeléshez. Így világosan látható, hogy komolyabban kell vennünk ezt a problémát.
Most már tudjuk, milyen problémát jelenthet az EMI, nézzük meg egyik ellenőrzési módszerét. A szakmai induktorok kulcsfontosságú szerepet játszanak. Az elektromos-mágneses indukció elvein alapulnak. Gondolhat rájuk úgy, mintha kis szűrők lennének a tápegységeinkhez és jeleink eljárásához, amelyek kifejezetten tervezve vannak magasfrekvenciás zajok kezelésére. A módja, ahogyan ezt megteszik, nagyon érdekes. Az impedance jellemzőik olyan típusú ellenállást hoznak létre, amely a frekvenciától függ. Ez az ellenállás mint egy kapunőr viselkedik, blokkolva azokat a nem kívánt harmonikusokat, amelyek okozzák az összes problémát, miközben lehetővé teszi a jelek áthaladását, amelyeket igazából akarunk, anélkül, hogy bármilyen problémát okoznának. Azok, akik ezeket az induktorokat tervezik, folyamatosan találnak újra és jobb megoldásokra annak érdekében, hogy még hatékonyabban működjenek. A haladó tervek többszintes símkavetes technikákat használnak, amelyek olyanok, mintha pontosan többszintesen sietsük a vezetékeket a teljesítmény növelése érdekében. Optimális maganyagokat is használnak. Ezek anyagok úgy vannak kiválasztva, hogy képesek legyenek tranziens áramok kezelésére, amelyek maximum 20A lehetnek, miközben az indukancia értékeit stabilizálják, még akkor is, ha a környezeti hőmérséklet változik.
Mivel tudjuk, hogy a transzformátorok fontosak az EMI csökkentéséhez, a következő kérdés az, hogyan válasszuk ki a megfelelőket. Az EMI hatékony leküzdéséhez biztosítanunk kell, hogy a transzformátorok specifikációi illeszkedjenek a rendszereink speciális zajprofiljaira. Több kulcsfontosságú paramétert kell figyelembe venni. Az egyik a teljesítményszintes áramértékek. Ez általánosan 150%-200%-ra van beállítva a működési áramtól. Miért fontos ez? Nos, ha a transzformátor nem kezelheti megfelelően az áramot, nem fog annyira hatékonyan működni. Másik fontos paraméter a sajátrezgési frekvenciapontok. Ez meghatározza azt a frekvenciát, amelyen a transzformátor elkezdhatja, hogy kívántalanul viselkedik. És végül vannak a DC ellenállás-értékek. Mindezek számítanak egy transzformátor kiválasztásakor. Néhány iparágban, például az autóiparban, még szigorúbbak a követelmények. A járművekben használt komponenseknek jól kell működniük egy széles hőmérsékleti tartományon, a nagyon hideg -40°C-től a forró 150°C-ig. Emellett meg kell felelniük az AEC-Q200 minősítési szabványoknak, amelyek biztosítják, hogy megbízhatóak és biztonságosak az autóipari alkalmazásokhoz.
Miután kiválasztottuk a megfelelő induktorokat, a következő lépés az, hogy hatékonyan használjuk őket a körterv tervezésében. Az indultorok elhelyezése a PCB elosztásban rendkívül fontos. Egy kicsit olyan, mint a bútorok elrendezése egy szobában, hogy a tér legjobb módon kihasználva legyen. Az áramtörvényzési komponenseket, például az induktorokat közeli helyen kell elhelyezni a zajforrásokhoz. Ezek a zajforrások lehetnek például kapcsolószabályzók vagy órajelgenerátorok, amelyek sok elektromágneses zaja van. Emellett rövid lehetőlegesnek kell maradnia a vonalak hosszának az induktorok és a védett körök között. Ez segít abban, hogy csökkentse a bármi további zajt, amely bekerülhetne. És ne feledjük meg a talppontozást. A megfelelő talppontozási technikák használata olyan, mintha biztonságos helyet adnánk a nem kívánt elektrikus energiának, ami segít a közös módú zaj csökkentésében. Amikor rádiófrekvenciás zajjal (500 MHz-nél nagyobb) foglalkozunk, jó stratégia a védelmi fedők használata a érzékeny analóg szakaszok felett. Ez olyan, mintha védelmi pajzsot teszünk ezeken a részekre, hogy a zaj kizáruljon.
Hogy igazán megértessük, milyen hatékonyak lehetnek ezek a stratégiaok, nézzünk pár valóéletbeli példát különböző iparágakból. A fenntartható energiaszisztémákban, konkrétan a háromfázisos inverterekben, amikor a kötelékek helyesen vannak meghatározva, valami csodálatos történik. A továbbított emissziók 35%-kal csökkenek. Ez azt jelenti, hogy az elektromossági zavarok mennyisége jelentősen csökken, ami nagyon hasznos a rendszer teljesítményére és megbízhatóságára. Az egészségügyi szektorban a medicinális képalkotó berendezések gyártói jelentős fejleményeket értek el. A több szintű EMI szűrők alkalmazása után 60%-os csökkentést értek el a hamis mérések számában. Ez nagyon fontos, mivel a pontos mérések alapvetőek a helyes diagnosztikához. Az autóiparban az Automotive Tier 1 szállítók 50%-os javulást értek el a CAN bus jeleségi integritásban. Ezt az elektromossági zavarok optimalizált kötelék-hálózatának használatával értek el az elektrikus járművek energiaelosztási egységeiben. Ezek a példák világosan mutatják, hogy a megfelelő EMI csökkentési stratégiák alkalmazásával nagyon lenyűgöző eredményeket érhetünk el különböző iparágakban.
Még akkor is, ha a rendszereinket a megfelelő komponensekkel és tervezéssel állítottuk be, továbbra is gondoskodnunk kell róluk, hogy jól működjenek. A szabadszálló hőmérsékleti vizsgálatok egy kiváló módja erre. Olyan, mintha egy speciális kamerát használnánk az eszközünkhöz belső részeinek megtekintésére. Ezek a vizsgálatok segítségével meg tudjuk határozni, ha van bármi probléma az indukтор magasátraval elött, mint amíg valójában meghiúsul. Automatizált figyelőrendszer implementálása is lehetséges. Ezek a rendszerek olyanak, mint a kis őrök, akik figyelik az indukció eltérést. Ha az indukció 15%-kal változik, ez jelzi, hogy a komponens lehet, hogy kezd degradálni. Azokban az alkalmazásokban, amelyek nagyon fontosak, például bizonyos ipari vagy orvosi környezetekben, ahol nem tűrhető semmilyen leállás, érdemes ütemezett cserét végezni az operációs órákon alapuló intervallumokon. Így biztosíthatjuk, hogy az EMI-törvényesítés teljesítménye konzisztens marad az eszköz élettartamán keresztül.
A zajkezelés világa folyamatosan fejlődik, és vannak néhány nagyon izgalmas új technológiák. Például, a legutóbbi fejlesztések vezettek nano-kristályos maganyanyagok fejlesztéséhez. Ezek az anyagok csodálatosak, mert 90%-os javulást értek el a prónességben a hagyományos ferritakkal összehasonlítva. Ez azt jelenti, hogy sokkal hatékonyabban kezelik a mágneses mezőket, ami alapvető az indukтор teljesítményére. Egy másik izgalmas technológia a 3D-számú nyomtatott induktorok belső hűtőcsatornákkal. Ezek az induktorok olyan kis erőforrások. 40%-kal több áramerősséget tudnak kezelni a beépített hűtőrendszer miatt. És vannak mesterséges intelligenciát (MI-t) használó szimulációs platformok. Ezek a platformok olyanok, mint a super okos segédkészülékek. 92%-os pontossággal előrejelölhetik az EMI viselkedést a tervezési fázisban. Ez egy nagy előnnyel jár, mivel azt jelenti, hogy jobb tervezési döntéseket hozhatunk már elejétől, és jelentősen csökkenthetjük a prototípusok építésének szükségességét a dolgok teszteléséhez és javításához.