EN
Бързи връзки
В днешния moden свят, където електронните системи са навсякъде, често не осъзнаваме скритата заплаха на електромагнитните возмущения (EMI). EMI се проявява по различни раздразняващи начини, като тези досадни нежелани връхове на напрежение, които могат да шокират нашите устройства. То също така води до искажение на сигнала, правейки данните, от които зависим, по-малко точни, и може дори да доведе до неочаквано и разчудено поведение на нашите устройства. Размислете за това, в критични области като медицинското оборудване, където всеки показател има значение за здравето на пациентите, или в автомобилните контролни системи, които поддържат ходостранността на колите ни, тези прекъсвания могат да бъдат голяма проблем. Според последните изследвания беше установено доста безпокойстващ факт: учудващите 42% от провалите на електронните устройства в промишлените пространства са свързани с липса на достатъчно добри стратегии за справяне с EMI. Така че, ясно е, че трябва сериозно да се занимаме с този проблем.
Сега, когато знаем колко може да бъде проблем EMI, нека разгледаме един от начините да се борим с него. Специализирани индуктори играят ключова роля. Те функционират според принципите на електромагнитната индукция. Можете да ги представяте като малки филтри за нашите линии на мощност и сигнали, специално проектирани да се справят с високочестотния шум. Начинът, по който го правят, е доста интересен. Характеристиките им на импеданс създават вид съпротива, която зависи от честотата. Тази съпротива действа като преграда, блокираща нежеланите хармоники, които причиняват всички проблеми, докато същевременно позволява сигналите, които искаме, да минават без никакви затруднения. Любовта, която проектира тези индуктори, постоянно измислят нови и по-добри начини да ги направят още по-ефективни. Продвинатите конструкции използват многослоен метод на намотка, който напомня внимателното намотване на жилите в много слоя, за да се подобри производителността. Те също така използват оптимизирани ядра от материали. Тези материали са избрани да могат да се справят с преходни тока, които могат да достигнат до 20A, всичко това, докато пазят стабилните стойности на индуктивността, дори когато температурата около тях се променя.
Тъй като знаем, че индукторите са важни за намаляване на ЕМИ, следващият въпрос е как да изберем правилните. За да подавим успешно ЕМИ, трябва да се уверим, че спецификациите на индукторите отговарят на специфичните профили на шума в системите ни. Има няколко ключови параметра, които трябва да се имат предвид. Един от тях са рейтингите за насыщане на тока. Обикновено те са зададени да бъдат 150% - 200% от операционния ток. Защо това е важно? Ако индукторът не може да обработи тока правилно, той няма да работи толкова ефективно. Друг важен параметър са точките на саморезонансна честота. Това определя при коя честота индукторът може да започне да действа по нежелаем начин. След това имаме стойностите на ДС съпротивление. Всички тези неща са важни, когато избирате индуктор. В някои индустрии, като автомобилната индустрия, изискванията са дори по-строги. Компонентите, използвани в колите, трябва да могат да функционират добре в широк диапазон температури, от много студени -40°C до горещи 150°C. Освен това те трябва също да отговарят на стандартите за квалификация AEC-Q200, които гарантират, че са надеждни и безопасни за употреба в автомобилни приложения.
Когато изберем правилните индуктори, следващият корак е да ги използваме ефективно в проектирането на нашия цеп. Местоположението на тези индуктори за подаване в разместването на ПЛС е изключително важно. Това е малко като да arrangвиш мебели в стаята, за да се направи най-добро употребление от пространството. Трябва да поставим филтриращите компоненти, като индукторите, близо до източниците на шум. Те могат да бъдат неща като преобразуватели на напрежение или генератори на часовникови сигнали, които са известни с това, че произвеждат много електромагнитни помешения. Също така трябва да запазим дължините на трасетата между индукторите и защитените цепове да бъдат колкото се може по- kratki. Това помага при намаляването на всяко допълнително помешение, което може да бъде въведено. И нека не забравяме за заземяването. Използването на правилни техники за заземяване е като да дадем на нежеланата електрическа енергия безопасно място да отиде, което помага при намаляването на общите помешения. Когато се занимаваме с радиочестотен шум над 500MHz, добър стратегически подход е да сложим щитове над чувствителните аналозни секции. Това е като да сложим защитен щит около тези части, за да държим шума навън.
За да разберем напълно колко ефективни могат да бъдат тези стратегии, нека разгледаме някои реални примери от различните индустрии. В системите за възобновяема енергия, конкретно в трифазните инвертори, когато индукторите са правилно специфицирани, нещо невероятно се случва. Има намаление с 35% на проводните емисии. Това означава, че количеството електромагнитен помък, което се изпраща, е значително намалено, което е отлично за общата производителност и надеждност на системата. В медицинската област, производителите на медицинско изображението са забелязали голямо подобрение. След имплементацията на многоетапни филтри за EMI, те докладват с 60% по-малко грешни прочитания. Това е много важно, защото точните прочитания са необходими за правилния диагноз. В автомобилната индустрия, доставчиците на първо ниво са постигнали подобрение с 50% в сигналената целостност на CAN шината. Те направиха това, като използваха оптимизирани индукторни мрежи в електрическите единици за разпределение на мощността в електроавтомобилите. Тези примери ясно показват, че чрез използването на правилните стратегии за намаляване на EMI, можем да получим впечатляващи резултати в различните индустрии.
Дори след като сме настроили системите си с правилните компоненти и дизайн, все още трябва да ги поддържаме, за да работят добре. Регуларни инспекции чрез термална имагинг технология са отличен начин да го направим. Това е като използването на специална камера, която да погледне вътре в оборудването ни. Тези инспекции могат да ни помогнат да идентифицираме дали има проблеми с насыщането на ядрото на индуктора преди това да се разстрои. Можем също да имплементираме автоматизирани системи за мониторинг. Тези системи са като малки гледачи, които наблюдават отклонението на индуктивността. Ако индуктивността се промени с 15%, това е знак, че компонента може да започва да се разпада. За приложения, които са много важни, като в някои индустриални или медицински ситуации, където не можем да си позволим спирање, е добре да установим програмирани интервали за замяна базирани на оперативните часове. По този начин можем да гарантираме, че производителността на подаване на ЕМИ ще остане консистентна през целия период на живот на устройството.
Светът на управлението на шума постоянно се развива, и има някои много възбудителни нови технологии. Например, последните постижения доведоха до разработването на материали с нанокристално ядро. Тези материали са изключителни, защото са постигнали 90% подобряване на проницаемостта според традиционните ферити. Това означава, че те могат много по-добре да обработват магнитните полета, което е критично за перформанса на индукторите. Друга интересна технология са 3D-принтираните индуктори с вградени канали за охлаждане. Тези индуктори са като малки енергийни централи. Те могат да обработват с 40% по-висока токова капацитет благодарение на вградената система за охлаждане. И после имаме платформи за симулация, приводени от изкуствен интелект. Тези платформи са като много умни асистенти. Те могат да предвеждат поведението на ЕМИ с точност от 92% още през фазата на проектиране. Това е голяма предимство, защото ни позволява да вземаме по-добри решения при проектирането от самото начало и значително да намалим броя на прототипите, които трябва да строим за тестове и коригирания.