Leitfaden zu Ferritperlen, -hülsen und -kernen
Bei der Entwicklung von Elektronikgeräten ist die Unterdrückung der EMI (elektromagnetische Störausstrahlung) in einem Gerät erforderlich, um Komponenten und häufig auch externe Geräte vor Schäden durch hochfrequente Störsignale zu schützen.
Elektromagnetische Störungen (EMI) treten auf, wenn ein elektromagnetisches Feld eine Störstrahlung auf ein anderes Feld aussendet und damit Verzerrungen in beiden Feldern auslöst.
Häufig sind es Schaltnetzteile, Lichtbogenschweißer, Motorbuchsen und elektrische Kontakte, die EMI verursachen. All dies kann problematisch sein, nicht nur für das Gerät selbst, sondern auch für andere Elektronikgeräte in der Umgebung.
Die Auswirkungen der Streuung von EMI reicht von subtil bis katastrophal. Zum Beispiel: Stromquellen erzeugen bei Datenschränken und Kabelgehäusen eine niederfrequente EMI. Wenn die Verkabelung nicht ordnungsgemäß installiert und geschützt ist, sind hohe Spannungsspitzen möglich, wodurch elektrisches Rauschen erzeugt wird. Diese Überspannungen können die Hardware und häufig Daten beschädigen. Dies kann zu Störungen des Geschäftsbetriebs auf vielen Ebenen führen.
Um diesen Risiken entgegenzuwirken, werden Ferritlösungen für eine Reihe von Anwendungen eingesetzt – sie werden sogar als Teile von Industriegeneratoren verwendet. Ferrite bestehen aus keramischen Verbindungen mit Eisenoxiden, die Nickel-, Zink- und Mangan-Verbindungen enthalten.
Ferritperlen und -kerne werden im Gerätedesign zur Unterdrückung und Ableitung von hochfrequentem Rauschen eingesetzt, das durch elektromagnetische Geräte verursacht wird. Ferritkomponenten werden zur Unterdrückung von EMI verwendet und können extrem wirksam sein.
Natürlich trägt die Verwendung ordnungsgemäß installierter und geerdeter abgeschirmter Kabel zur Unterdrückung von EMIs bei. Die Ferritkerne müssen jedoch möglicherweise auch auf der Verkabelung installiert werden. Die Art des Ferritkernfilters, der zur Unterdrückung von EMIs verwendet wird, hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich:
- Wo der Ferrit verwendet wird (zum Beispiel kann ein Ferritperlen-Induktivitätsfilter direkt an eine Leiterplatte gelötet werden)
- Wenn die EMI-Unterdrückung installiert wird (z. B. kann ein Ferritkern-Kabel-EMI-Entstörer installiert werden, nachdem das Gerät bereits in Betrieb ist)
Wie bereits erwähnt, sind ordnungsgemäß installierte abgeschirmte Leistungs- und Steuerkabel eine Option, um schädliche EMI-Probleme zu unterdrücken. Ferrithülsen und Ferritperlen sind jedoch weitere nützliche Lösungen, die zur Reduzierung von EMI in Geräten beitragen. Sie sind sehr kostengünstige EMV-Lösungen, die verhindern, dass das Kabel als Antenne für andere Quellen fungiert.
Es sind mehrere Ferritmaterialarten und verschiedene Ferritkern- und Perlenformen erhältlich, die jeweils für eine bestimmte Anwendung konzipiert sind. Die meisten wirken als „weiche Magnete“, was bedeutet, dass sie nur die magnetischen Eigenschaften erzeugen, die benötigt werden, um elektromagnetische Streufelder zu unterdrücken, wenn sie unter Spannung stehen.
Ferritkernspezifikationen werden normalerweise als relative Permeabilitätswerte des Ferritkerns bezeichnet. Diese Werte werden durch die Anforderungen einer bestimmten Anwendung bestimmt. Die Hersteller werden diese Werte zusammen mit anderen notwendigen Informationen in Diagrammen auflisten, die mit der Produktspezifikation bereitgestellt werden. Diese Informationen enthalten eine Ferritkernsättigungstabelle, die Ihnen bei der Berechnung der Ferrit-Materialtypen und des Produkts hilft, die Sie für Ihre Design-Anwendung benötigen.
Bei der Arbeit mit Ferritperlen-Induktivitätskomponenten wird ein Ferritperlen-Induktivitätsrechner verwendet, um die Werte zu ermitteln, die erforderlich sind, um die in den elektronischen Komponenten Ihres Designs vorhandenen EMIs zu unterdrücken.
In einigen Anwendungen können EMIs durch Verwendung eines Ferritkerntransformatordesigns unterdrückt werden. Der Transformator selbst wird unter Verwendung eines magnetischen Kerns erstellt, in dem Spulenwicklungen (Induktivität) auf einem Ferritkernbauteil gemacht werden.
Prüfen Sie Ihre Anforderungen und die genaue Anwendung, einschließlich Eingangsspannung, Ausgangsspannung, Strom und Betriebsfrequenz, bevor Sie einen Transformator entwerfen.
Hülsen und Kerne werden häufig für Strom- und Steuerkabel auf elektronischen und elektrischen Geräten verwendet. Hülsen werden in der Regel nach dem Anbringen aller Kabel installiert.
Für Rundkabel wird häufig eine viereckige Ferrithülse aus Kunststoff verwendet. Der Kern ist in einem Kunststoffgehäuse mit Scharnier enthalten, das sich öffnet, um das Einführen des Kabels zu ermöglichen und dann zur Befestigung der A5-Ferritkerns rund um das Kabel zusammenschnappt, um EMIs zu unterdrücken.
Eine weitere Option ist die Verwendung einer Ferrithüse mit einem Entstörkern in einem runden Kunststoffgehäuse, das für das verwendete Kabel geeignet ist. Sowohl die quadratisch als auch die rund ummantelten Ferritkerne dämpfen jede Form der EMI-Emission (dt.: auch EMV-Emission) und werden häufig entweder als Nachrüstung oder zu Testzwecken bei der Berechnung der Spezifikationen und Konstruktionsanforderungen für Ferritkernfilter verwendet.
Verwenden Sie diese praktische Tabelle, um die richtige Art von Ferritkern, -perlen oder -hülsen für Ihre Designanwendungen auszuwählen.
Ein einzelner Stromkreisschutz auf einer Leiterplatte verwendet eine einzelne, zweiadrige Ferritperle
Schützt mehrere benachbarte Schaltungen auf einer Leiterplatte. Verwenden Sie eine Entstördrossel für mehrere Leitungen
Verwenden Sie für die Installation von Außenkabeln für Nachrüst- oder Testzwecke eine viereckige Ferrithülse mit Kunststoffgehäuse
Verwenden Sie für die Installation auf runden Stromkabeln eine runde Ferrithülse mit Kunststoffgehäuse
Verwenden Sie für Flachkabel in elektronischen Geräten einen Flachkabel-Ferritkern
Verwenden Sie zum Durchführen eines Kabels durch und um einen Ferritkern herum, ohne dass ein Gehäuse erforderlich ist, einen Ferritring, rund/ohne Gehäuse
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