Guide des perles de ferrite, des manchons et des ferrites
Lors de la conception d'équipements électroniques, le contrôle de l'IEM (interférence électromagnétique) dans un dispositif est nécessaire pour protéger les composants, et souvent l'équipement externe, des dommages causés par des niveaux de bruit à haute fréquence.
Les interférences électromagnétiques (IEM) surviennent lorsqu'un champ électromagnétique interfère avec un autre, causant une distorsion des deux champs.
Certaines causes courantes d'IEM sont les sources d'alimentation en mode commutation, les soudures à arc, les douilles moteur et les contacts électriques. Tout cela peut poser problème, non seulement dans l'équipement lui-même, mais aussi dans d'autres équipements électroniques dans la zone environnante.
Les effets de l'IEM parasite vont de subtils à désastreux. Par exemple, les sources d'alimentation produisent des IEM à basse fréquence en présence d'armoires de données et de boîtiers de câbles électriques. Si le câblage n'est pas correctement installé et protégé, des surtensions à haute tension sont possibles, générant un bruit électrique. Ces surtensions peuvent endommager le matériel, corrompant souvent les données. Cela pourrait perturber les opérations commerciales à de nombreux niveaux.
Pour contrer ces risques, les solutions de ferrite sont utilisées pour une variété d'applications. Elles sont même utilisées en tant que pièces électrochirurgicales industrielles. Les ferrites sont faites de composés céramiques avec des oxydes de fer intégrés à des composés de nickel, de zinc et de manganèse.
Les perles de ferrite et les noyaux sont utilisés dans la conception des équipements pour supprimer et dissiper les niveaux de bruit à haute fréquence causés par les dispositifs électromagnétiques. Les composants en ferrite sont utilisés pour atténuer l'IEM et peuvent être extrêmement efficaces.
Bien sûr, l'utilisation de câbles blindés correctement installés et mis à la terre aide à éliminer les IEM. Cependant, les ferrites peuvent également avoir besoin d'être installées sur le câblage. Le type de filtre à cœur de ferrite utilisé pour supprimer les IEM dépend de plusieurs facteurs, notamment :
Lorsque la ferrite est utilisée (par exemple, un filtre d'inductance de perle de ferrite peut être soudé directement sur une carte de circuit imprimé)
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Lorsque la suppression EMI est installée (par exemple, un parasurtenseur IEM à cœur en ferrite peut être installé une fois que l'équipement est déjà utilisé)
Comme cela a déjà été mentionné, les câbles d'alimentation et de contrôle blindés correctement installés sont une option pour éliminer les problèmes IEM dommageables. Cependant, les manchons de ferrite et les perles de ferrite sont d'autres solutions utiles qui réduisent la sortie IEM des dispositifs. Ils empêchent le câble de se comporter comme une antenne pour les autres sources responsables de l'IEM et sont des solutions très rentables.
Il existe plusieurs types de matériaux de ferrite et différentes formes de cœur de ferrite et formes de perles disponibles, chacune étant conçue pour une application spécifique. La plupart agissent comme des « aimants souples », ce qui signifie qu'ils ne produisent que les propriétés magnétiques nécessaires pour éliminer les imperfections parasites lorsqu'ils sont sous tension.
Les spécifications techniques du cœur de ferrite sont généralement appelées valeurs de perméabilité relative au cœur de ferrite. Ces valeurs sont déterminées par les besoins spécifiques de votre application. Les fabricants répertorieront ces valeurs, ainsi que les autres informations nécessaires dans les tableaux fournis avec les spécifications techniques du produit. Ces informations incluront un tableau de saturation du cœur de ferrite pour vous aider à calculer les types de matériaux de ferrite et le produit dont vous avez besoin pour votre application de conception.
Lorsque vous travaillez avec des composants d'inducteur de perles de ferrite, un calculateur d'inductance de perle de ferrite est utilisé pour déterminer les valeurs nécessaires pour supprimer les IEMs présents dans les composants électroniques de votre conception.
Dans certaines applications, les IEM peuvent être éliminées à l'aide d'un transformateur à cœur de ferrite. Le transformateur lui-même est construit à l'aide d'un noyau magnétique dans lequel les bobines (inducteur) sont fabriquées sur un composant à cœur de ferrite.
Avant de concevoir un transformateur, vérifiez vos besoins et l'application exacte, y compris la tension d'entrée, la tension de sortie, le courant et la fréquence de fonctionnement.
Les manchons et les ferrites sont souvent utilisés sur le câblage d'alimentation et de commande des appareils électroniques et électriques. Les manchons sont généralement installés une fois que tous les câbles ont été fixés.
Pour le câblage rond, un manchon de ferrite en plastique carré est souvent utilisé. Le cœur est contenu dans un boîtier en plastique articulé qui s'ouvre pour permettre l'insertion du câble, puis se clipse ensemble pour sécuriser le cœur en ferrite A5 autour du câble afin de supprimer les IEMs.
Une autre option consiste à utiliser un manchon de ferrite enroulé avec un boîtier en plastique rond, de taille adaptée au câble utilisé. Les ferrites carrées et rondes atténuent toutes les formes d'émission IEM et sont souvent utilisées comme adaptation ou à des fins d'essai pour calculer les spécifications et les exigences de conception des filtres à cœur de ferrite.
Pour commencer à choisir le bon type de cœur, de perles ou de manchon de ferrite dont vous avez besoin pour vos applications de conception, utilisez ce tableau pratique.
Une protection à un seul circuit sur une carte de circuit imprimé utilise une seule tête de ferrite à deux fils
Protégez plusieurs circuits adjacents sur un PCP. Utiliser une perle à suppresseur multiligne
Pour l'installation sur les câbles extérieurs à des fins de révision ou de test, utilisez un manchon de ferrite pour boîtier en plastique carré
Pour l'installation sur des câbles d'alimentation ronds, utilisez un manchon de ferrite sous forme de boîtier plastique rond
Pour les câbles plats dans les appareils électroniques, utilisez un mandrin de ferrite pour câbles plats
Pour boucher le câble à travers et autour d'un noyau de ferrite sans avoir besoin d'un boîtier, utilisez un manchon de ferrite, rond/sans boîtier
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