Free Trials

Download a free trial to find out which Altium software best suits your needs

How to Buy

Contact your local sales office to get started on improving your design environment

Downloads

Download the latest in PCB design and EDA software

  • PCB DESIGN SOFTWARE
  • Altium Designer

    Complete Environment for Schematic + Layout

  • CircuitStudio

    Entry Level, Professional PCB Design Tool

  • CircuitMaker

    Community Based PCB Design Tool

  • NEXUS

    Agile PCB Design For Teams

  • CLOUD PLATFORM
  • Altium 365

    Connecting PCB Design to the Manufacturing Floor

  • COMPONENT MANAGEMENT
  • Altium Concord Pro

    Complete Solution for Library Management

  • Octopart

    Extensive, Easy-to-Use Component Database

  • PRODUCT EXTENSIONS
  • PDN Analyzer

    Natural and Effortless Power Distribution Network Analysis

  • See All Extensions
  • EMBEDDED
  • TASKING

    World-Renowned Technology for Embedded Systems Development

  • TRAININGS
  • Live Courses

    Learn best practices with instructional training available worldwide

  • On-Demand Courses

    Gain comprehensive knowledge without leaving your home or office

  • ONLINE VIEWER
  • Altium 365 Viewer

    View & Share electronic designs in your browser

  • Altium Designer 20

    The most powerful, modern and easy-to-use PCB design tool for professional use

    ALTIUMLIVE

    Annual PCB Design Summit

    • Forum

      Where Altium users and enthusiasts can interact with each other

    • Blog

      Our blog about things that interest us and hopefully you too

    • Ideas

      Submit ideas and vote for new features you want in Altium tools

    • Bug Crunch

      Help make the software better by submitting bugs and voting on what's important

    • Wall

      A stream of events on AltiumLive you follow by participating in or subscribing to

    • Beta Program

      Information about participating in our Beta program and getting early access to Altium tools

    All Resources

    Explore the latest content from blog posts to social media and technical white papers gathered together for your convenience

    Downloads

    Take a look at what download options are available to best suit your needs

    How to Buy

    Contact your local sales office to get started improving your design environment

    • Training & Events

      View the schedule and register for training events all around the world and online

    • Design Content

      Browse our vast library of free design content including components, templates and reference designs

    • Webinars

      Attend a live webinar online or get instant access to our on demand series of webinars

    • Support

      Get your questions answered with our variety of direct support and self-service options

    • Technical Papers

      Stay up to date with the latest technology and industry trends with our complete collection of technical white papers.

    Jak działają rdzenie ferrytowe oraz jak wybrać odpowiedni

    Altium Designer
    |  June 29, 2017

    A ferrite bead choke can work as an EMI filter bead 

    Czasami chciałbym widzieć fale elektromagnetyczne. Uczyniłoby to wykrywanie zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) znacznie łatwiejszym. Zamiast zajmować się skomplikowanymi układami i analizatorami sygnałów, mógłbym po prostu spojrzeć i zobaczyć, o co to całe zamieszanie. Chociaż możesz nie być w stanie zobaczyć zakłóceń, czasami słyszysz je, gdy przechodzą przez obwody audio. Jednym z możliwych rozwiązań dla tego rodzaju interferencji jest rdzeń ferrytowy. Niestety, rdzenie ferrytowe mogą wydawać się nieco tajemnicze. By móc je właściwie wykorzystać, będziesz musiał zrozumieć, jakie są ich charakterystyki elektromagnetyczne oraz jak zmieniają się podczas użytkowania. Gdy opanujesz kryjącą się za nimi teorię, będziesz musiał starannie dobrać jeden do swojej płytki drukowanej. Wybierając niewłaściwy rdzeń możesz skończyć z większymi problemami niż te, które naprawiłeś.

    Teoria działania rdzeni ferrytowych

    Rdzenie ferrytowe są wykorzystywane celem tłumienia sygnałów o wysokich częstotliwościach w komponentach elektronicznych. Można przez to myśleć o nich jak o induktorach, lecz są one nieco bardziej skomplikowane. Uproszczony model rdzenia ferrytowego pomoże ci zrozumieć jego charakterystykę częstotliwościową, jednakże te atrybuty mogą ulec zmianie wraz z napięciem oraz temperaturą.

    Rdzeń ferrytowy można zamodelować jako kondensator, induktor oraz rezystor, połączone równolegle, z rezystorem szeregowym przed nimi. Rezystor szeregowy reprezentuje opór stawiany prądowi stałemu. Induktor jest podstawowym komponentem tłumiącym sygnały o wysokich częstotliwościach. Rezystor równoległy oznacza straty prądu zmiennego. Kondensator przedstawia pojemność pasożytniczą. Spoglądając na krzywą impedancji od częstotliwości rdzenia ferrytowego można zauważyć, że impedancja, która jest głównie rezystancyjna, jest ekstremalnie wysoka tylko w wąskim paśmie. W tej części dominuje indukcyjność rdzenia. Powyżej tego pasma pojemność pasożytnicza przejmuje i szybko zmniejsza impedancję wysokiej częstotliwości.

    Rdzenie są zwykle przeznaczone dla konkretnego prądu zmiennego. Natężenia powyżej określonej wartości mogą uszkodzić element. Kłopotliwe jest to, że na to ograniczenie ogromny wpływ ma ciepło. Wraz ze zwiększającą się temperaturą prąd znamionowy szybko maleje. Prąd znamionowy wpływa również na impedancję ferrytu. Wraz ze wzrostem prądu zmiennego rdzeń ferrytowy ulega “nasyceniu”, tracąc indukcyjność. Przy stosunkowo wysokich natężeniach prądu, nasycenie może zredukować impedancję nawet o 90%.

    Ferrite Beads and ESD in air

    Natężenie prądu może zmienić impedancję rdzenia

    Jak wybrać właściwy rdzeń

    Teraz, gdy poznałeś już ferrytową teorię, nadszedł czas by wybrać odpowiedni rdzeń dla twojego obwodu. To całkiem proste, musisz tylko zwrócić uwagę jego specyfikację.

    Wiele osób wie, że rdzenie ferrytowe “tłumią wysokie częstotliwości”. Rdzenie nie działają jednak jak szerokopasmowy filtr dolnoprzepustowy, ponieważ mogą pomóc jedynie w zatrzymaniu określonego zakresu częstotliwości. Musisz dobrać ferryt, dla którego niepożądane przez ciebie częstotliwości znajdują się w jego paśmie rezystancyjnym. Wystarczy odrobina poniżej lub powyżej pasma i rdzeń nie będzie miał odpowiedniego efektu.

    Powinieneś również sprawdzić, czy producent może udostępnić ci krzywe impedancji od obciążenia dla rdzenia. Jeśli prąd obciążenia jest bardzo wysoki, będziesz musiał wybrać rdzeń, który będzie w stanie pracować bez zostania nasyconym i utraty impedancji.

    Uwagi

    Rdzenie ferrytowe są w zasadzie obciążeniami rezystancyjnymi o wysokich częstotliwościach, przez co mogą powodować kilka problemów w twoim obwodzie. Umieszczając rdzeń musisz zastanowić się nad spadkami napięcia oraz odprowadzeniem ciepła.

    W dniach obwodów o wyższym napięciu jego spadek nie był wielkim problemem. Obecnie wiele obwodów niskonapięciowych pracuje na napięciach poniżej 2 V. Na tym poziomie nie możesz pozwolić sobie na duże straty. Rdzenie ferrytowe zawsze powodują spadki napięcia DC w twoim obwodzie. Mogą nie wydawać się duże, ale jeśli twoje układy scalone (IC) mają krótki stan wysokiego poboru prądu, strata może stać się znacząca. Umieść swoje rdzenie ferrytowe tam, gdzie spadki napięcia nie spowodują problemów.

    Ponieważ rdzenie ferrytowe są rezystancyjne przy wysokich częstotliwościach, rozpraszają one pochłoniętą energię przede wszystkim jako ciepło. Niekoniecznie stanowi ono problem, lecz jeśli zapomnisz o nim podczas projektowania aktywnego lub pasywnego systemu chłodzenia, ciepło może stać się utrapieniem. Jeśli twój system jest szczególnie “hałaśliwy” oraz rdzeń będzie absorbował wiele wysokich częstotliwości, to ciepło może stać szczególnie problematyczne. Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę odprowadzenie ciepła wytwarzanego przez rdzeń.

    Thermometer for ferrite bead temperature measurement

    Również temperatura może zmienić impedancję rdzenia.

    Rdzenie ferrytowe mogą być całkiem użyteczne, lecz tylko jeśli zrozumiesz, jak dokładnie działają. Pamiętaj, że tłumią one sygnały w stosunkowo wąskim paśmie, a ich skuteczność zależy od temperatury oraz obciążenia. By najlepiej wykorzystać rdzeń ferrytowy, powinieneś upewnić się, że spełnia on twoje dokładne wymagania. Następnie, umieszczając go, upewnij się, że wziąłeś pod uwagę spadek napięcia oraz generowane ciepło.

    Radzenie sobie z takimi rzeczami jak rdzenie ferrytowe może być trudne, lecz projektowanie układu już nie. Altium Designer to najnowocześniejsze oprogramowanie do projektowania płytek PCB wyposażone w narzędzia, które umożliwią ci zbudowanie optymalnego układu. Posiada również dodatki, takie jak analizator sieci zasilającej, który pomoże uporać się z problemami takimi jak spadek napięcia oraz odprowadzenie ciepła.

    Masz więcej pytań dotyczących rdzeni ferrytowych? Skontaktuj się z ekspertem z firmy Altium.

    About Author

    About Author

    PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

    most recent articles

    Back to Home