г.Харьков, Sun City  Premium 057 755 46 88, 057 755 54 80

    050 302 16 22, 093 014 32 72

Синфазні дроселі компанії Sumida для поверхневого монтажу

  1. Класифікація електромагнітних завад
  2. Конструкція і принцип роботи синфазного дроселя
  3. Області застосування синфазних дроселів
  4. Базові параметри синфазних дроселів
  5. Синфазні дроселі Sumida для ланцюгів постійного струму
  6. Синфазні дроселі Sumida для сигнальних ланцюгів
  7. Застосування синфазних дроселів для придушення перешкод в ланцюгах живлення постійного струму
  8. Застосування синфазних дроселів в швидкісних інтерфейсів
  9. висновок

Для зниження рівня небажаного ЕМІ і поліпшення завадостійкості потрібне використання ефективних технологій фільтрації шуму Для зниження рівня небажаного ЕМІ і поліпшення завадостійкості потрібне використання ефективних технологій фільтрації шуму. Застосування синфазних дроселів виробництва компанії Sumida дозволяє забезпечити належний рівень електромагнітної сумісності і підвищити надійність роботи електронних приладів.

компанія Sumida (Http://www.sumida.com/) була заснована в 1956 році. Виробництво котушок індуктивності вона освоїла в 1965. В даний час корпорація Sumida має підрозділи і виробництва в різних країнах Азії, Європи і Америки (Китай, Таїланд, Тайвань, В'єтнам, Німеччина, Румунія, Словенія, Мексика). Компанія виробляє електронні компоненти і модулі, в яких використовується індукційна технологія (індуктивності, дроселі, трансформатори, соленоїди, котушки запалювання). Ці компоненти і модулі призначені для застосування в різних секторах: автомобільної та побутовій електроніці, енергетиці, медичній техніці. Для силової електроніки випускаються синфазних і силові дроселі і трансформатори, ЕМІ-фільтри, ВЧ-трансформатори. Для автомобільного сектора компанія виробляє котушки інжекторів і соленоїди для ABS, антени для бездротових систем доступу, індукційні датчики, модулі запалювання ксенонового автосвета, елементи протиугінних автомобільних систем, модулі управління приводом керма, а також гнучкі та плоскі кабелі для автомобільних систем.

Для вирішення проблем забезпечення електромагнітної сумісності (EMC) компанія виробляє широку номенклатуру синфазних дроселів. Компактні синфазних дроселі, що випускаються компанією, призначені для поверхневого монтажу. Продукція орієнтована на застосування в електронній апаратурі (комп'ютерах, мобільних пристроях, побутовій електроніці). Дроселі відрізняє висока якість, ефективність придушення ЕМІ і доступна ціна.

Синфазні дроселі є одним з ефективних компонентів для створення ЕМІ-фільтрів. Вони широко застосовуються для фільтрації перешкод в сигнальних ланцюгах і ланцюгах змінного і постійного струму. Типове застосування синфазних дроселів - фільтрація перешкод в високошвидкісних ланцюгах і інтерфейси, наприклад в інтерфейсах HDMI. Особлива область - ланцюги CAN-інтерфейсу в автомобільних системах управління.

Класифікація електромагнітних завад

Електромагнітні перешкоди поширюються як по проводах (кондуктивні завади), так і через навколишній простір (випромінюються перешкоди). Кондуктивні завади можна розділити на дві складові: синфазних (common-mode) і диференціальні (differential-mode або normal-mode).

Диференціальні перешкоди проходять по лініях електроживлення і не пов'язані із заземленням. Вони вимірюються між двома проводами лінії. Синфазні перешкоди вимірюються між одним з проводів і землею. Синфазні завади можна описати як перешкоди між проводом і землею, диференціальні - як перешкоди між двома проводами, ток в яких тече в протилежних напрямках. З останнім типом перешкод досить успішно бореться дросель в парі з конденсатором.

Конструкція і принцип роботи синфазного дроселя

Синфазних дросель складається з двох котушок, намотаних на загальний сердечник. Як сердечника використовується, як правило, кільцевої магнітопровід з високою магнітною проникністю, наприклад ферит. Коли через котушки протікають диференціальні струми, магнітні поля, індуковані цими струмами, взаємно знищують один одного. Якщо знехтувати провідникові котушок, то їх вхідний імпеданс в цьому випадку буде дорівнює нулю. Теоретично вони не впливають на проходження диференціальних сигналів. У разі появи синфазних струмів магнітні потоки обох котушок складаються, і вхідний імпеданс збільшується, що призводить до пригнічення синфазних струмів і значного зниження амплітуди шумового сигналу. На малюнку 1 показана структура і принцип роботи синфазного дроселя.

На малюнку 1 показана структура і принцип роботи синфазного дроселя

Рис. 1. Структура і принцип роботи синфазного дроселя

Синфазні дроселі для диференціального сигналу працюють як простий провідник, а для синфазного струму (шуму) - як індуктивність. Таким чином, застосування синфазного дроселя забезпечує великий імпеданс для синфазного струму і велику ефективність придушення синфазних шумів в порівнянні зі звичайними індуктивностями. Навіть якщо частоти корисного сигналу і шуму перетинаються, використання диференціального режиму дозволяє пригнічувати тільки шум. Навіть при великому рівні диференціальних сигналів сердечник дроселя не насититься, а характеристики дроселя не погіршуються. Синфазні дроселі підходять для придушення шумів там, де спотворення форми сигналу може викликати проблеми, наприклад, в лініях передачі відеосигналу.

Області застосування синфазних дроселів

Синфазні дроселі з успіхом застосовуються для придушення синфазних перешкод як в силових, так і в сигнальних ланцюгах електронної апаратури:

  • материнські плати в персональних ПК, ноутбуки;
  • принтери, сканери;
  • DVD-плеєри;
  • РК-дисплеї;
  • ігрові приставки;
  • периферійне устаткування ПК;
  • стільникові телефони;
  • GPS-навігатори;
  • автомобільна електроніка.

Компактні синфазних дроселі для поверхневого монтажу активно використовуються для придушення синфазних шумів в високошвидкісних диференціальних лініях інтерфейсів CAN, USB, IEEE1394, LVDS, DVI, HDMI.

Базові параметри синфазних дроселів

Рис. 2. Електрична схема синфазного дроселя

Типова електрична схема синфазного дроселя показана на малюнку 2.

У синхронному дроселі параметри обох обмоток абсолютно ідентичні, а самі котушки намотані абсолютно симетрично на осерді, щоб забезпечити ідеальність характеристик.

До базових параметрах синфазних дроселів відносяться:

  • конструкція, розміри (при цьому для портативних пристроїв з високим ступенем інтеграції важлива висота профілю над платою);
  • тип монтажу;
  • імпеданс на тестовій частоті 100 МГц (в Омах);
  • опір обмоток дроселя на постійному струмі (в мом або Ом);
  • допустимий максимальний струм через дросель (в мА або А).

У таблицях параметрів наводяться, як правило, два значення імпедансу - типове і мінімальне. Для деяких типів дроселів замість імпедансу наводиться номінальне значення індуктивності дроселя. В цьому випадку для деяких серій дроселів наводяться значення допустимого відхилення індуктивності від номінального значення. В окремих випадках вказується міцність ізоляції між обмотками, яка виражається в значенні тестового напруги, при якому зберігається високий опір і не буде паразитних струмових витоків.

Синфазні дроселі Sumida для ланцюгів постійного струму

Основними джерелами шуму в сучасній електронній апаратурі є, як правило, імпульсний джерело живлення. Для зменшення рівня перешкод (кондуктивних і випромінюваних) в ланцюгах харчування використовуються синфазних дроселі. Саме вони можуть забезпечити високий рівень ефективності придушення ЕМІ. У номенклатурі компанії Sumida представлений ряд серій синфазних дроселів, призначених для поверхневого монтажу і фільтрації ланцюгів постійного струму. При малих габаритах синфазних дроселі Sumida здатні працювати в ланцюгах постійного струму до 6 А.

Всі розглянуті нижче серії дроселів мають широкий робочий температурний діапазон до 125 ° С і можуть бути використані в тому числі для автомобільної електроніки. У таблиці 1 наведено базові характеристики серій синфазних дроселів, призначених для фільтрації перешкод в ланцюгах постійного струму. Характерною особливістю дроселів цього типу є високий допустимий струм і малий опір обмоток на постійному струмі.

Таблиця 1. Основні характеристики синфазних дроселів, призначених для ЕМІ-фільтрації ланцюгів постійного струму

Найменування Розміри,
ШxДxВ, мм Імпеданс на 100 МГц, Ом, тип. / Хв. DCR при 20 ° С, мОм Макс. ток, А Особливості застосування CPFC43NP100M801 5.3х6.1х3.7 800/400 21 2 Ланцюги інтерфейсів CAN, аудіо-, відео CPFC74BNP-851 7.5 × 7.5 × 5.3 850/510 16 3.5 CPFC74BNP-102 7.5 × 7.5 × 5.3 1000/600 20 2.5 CPFC94 7.5 × 7.5 × 5.3 700 10 5 ЕМІ-фільтр в ланцюгах харчування світлодіодних автоламп CPFC11D60-100M08 11.7 × 12.8 × 6.5 800 8 6 Ланцюги харчування ЖК-телевізорів і комп'ютерів CPFC5D33-300 5.5 × 6.2 × 3.5 225 25 2.5 CPFC6D36-100M06 6.2 × 5.3 × 3.8 600 20 2.5 CPFC805NP-100M05 7.9 × 7.8 × 4.8 500 15 4.5 CSLF4D17NP-212 5.5 × 5.0x1.9 2100/1050 70 ± 40% 0.9 Портативна апаратура з напругою живлення до 50 В, автомобільні GPS-навігатори CSLF4D17NP-122 5.5 × 5.0x1.9 1200/600 60 ± 40% 0.95 CSLF4D17NP-781 5.5 × 5.0x1.9 780/390 50 ± 40% 1 CSLF4D17NP-391 5.5 × 5.0x1.9 390/190 40 ± 40% 1.2 CSLF4D25NP-201 5.0 × 5.4 × 2.5 200/100 13 ± 40% 3.5 CSLF4D25NP-351 5.0 × 5.4 × 2.5 350/175 17 ± 40% 3 CSLF4D25NP-701 5.0 × 5.4 × 2.5 700/350 22 ± 40% 2.5 CSLF4D25NP-112 5.0 × 5.4 × 2.5 1100/550 28 ± 40% 2 CSLF4D25NP-192 5.0 × 5.4 × 2.5 1900/950 40 ± 40% 1.5 CSLF4D25NP-202 5.0 × 5.4 × 2.5 2000/1000 54 ± 40% 1

Нижче на малюнках 3 ... 7 наведені конструкція, зовнішній вигляд і частотні характеристики окремих серій синфазних дроселів.

Рис. 3. Зовнішній вигляд синфазного дроселя серії CPFC43

Зовнішній вигляд синфазного дроселя серії CPFC43

Рис. 4. Типові частотні характеристики для дроселів серії CPFC43

Типові частотні характеристики для дроселів серії CPFC43

Рис. 5. Зовнішній вигляд синфазного дроселя серії CPFC74B

Зовнішній вигляд синфазного дроселя серії CPFC74B

Рис. 6. Типові частотні характеристики для дроселів серії CPFC74B

Типові частотні характеристики для дроселів серії CPFC74B

Рис. 7. Зовнішній вигляд синфазного дроселя серії CSLF4D17

На графіках, зображених на малюнку 4, вказані дві характеристики імпедансу по відношенню до двох режимам роботи дроселя - синфазному (Common Mode) і диференціального (Normal Mode). Зауважимо, що частотні характеристики імпедансу для обох режимів дуже сильно відрізняються.

Особливістю дроселя CSLF4D17 (рисунок 7) є наднизький профіль - всього 1.9 мм.

Синфазні дроселі Sumida для сигнальних ланцюгів

Рис. 8. Електрична схема четирехлінейние синфазного дроселя серії CSLF1205

Синфазні дроселі для поверхневого монтажу в основному орієнтовані на застосування в портативній апаратурі, в ланцюгах CAN-інтерфейсів автомобільних систем, в сигнальних ланцюгах xDSL-модемів, а також в якості ЕМІ-фільтрів в будь-якій електронній апаратурі. Крім того, дроселі можуть застосовуватися і в якості ЕМІ-фільтрів, і в ланцюгах харчування. Наприклад, серія дроселів CPFC85 допускає роботу з струмами до 5.65 А, хоча основним призначенням серії є фільтрація в сигнальних ланцюгах. Компанія Sumida випускає широку номенклатуру компактних синфазних дроселів для поверхневого монтажу. Останнім часом в номенклатурі сигнальних синхронних дроселів з'явилися і багатоканальні (дво- і четирехлінейние) синхронні дроселі в одному мікрокорпусе. На малюнку 8 приведена електрична схема четирехлінейние синфазного дроселя серії CSLF1205 виробництва компанії Sumida, призначеного для фільтрації сигналів, наприклад, в диференціальних LVDS-інтерфейси.

В рамках даної статті розглядаються тільки серії одноканальних синфазних дроселів для поверхневого монтажу, призначених для фільтрації сигнальних ланцюгів в електронній апаратурі широкого профілю. У таблиці 2 наведено базові параметри синфазних дроселів виробництва компанії Sumida для фільтрації шумів в сигнальних ланцюгах.

Таблиця 2. Синфазні smd-дроселі Sumida для сигнальних ланцюгів

Найменування Розміри,
ШxДxВ, мм Імпеданс на 100 МГц, Ом, хв. DCR при 20 ° С, мОм, Макс. ток, А Особливості застосування Серія CRR32 CRR32NP-02A 3.4х4.7х2.8 800 500 0.4 Цифрова аудіо-відеообладнання, камери, фотокамери, сигнальні та силові ланцюги CRR32NP-05A 650 300 0.46 CRR32NP-07A 500 200 0.58 CRR32NP-10A 350 200 0.8 Серія CPFC74 CPFC74NC-CB10M4 9.5 × 5.7 × 5.08 1000 300 0.5 Для сигнальних ланцюгів CAN-інтерфейсу; електрична міцність ізоляції між обмотками 200 В (5 с) CPFC74NC-CB08M6 800 250 0.5 CPFC74NC-PS10H2A15 700 120 1.5 Для фільтрації ланцюгів харчування; електрична міцність ізоляції між обмотками 125 В (5 с) CPFC74NC-PS02H2A20 200 120 2 CPFC74NC-PS03H2A25 300 120 2.5 CPFC74NC-PS01H2A30 100 60 3 Серія CPFC85 CPFC85NP-100M10 9.3 × 8.2 × 5.5 1000 20 4 ЕМІ-фільтр для широкого класу апаратури CPFC85NP-100M03 300 20 5.65 Серія CPFCD55 / MS CPFCD55-471 9.3 × 9.0x6.0 0.2 130 1.6 Телеком , xDSL-модеми CPFCD55-472 2 1000 0.4 CPFCD55-902 4 1600 0.3

Для синфазних дроселів серії CPFC54 (таблиця 3) замість імпедансу в документації виробника наводяться дані по індуктивності і допустимий розкид індуктивності для кожного типу.

Таблиця 3. Основні параметри синфазних дроселів серії CPFC54

Найменування Розміри,
ШxДxВ, мм Індуктивність, мкГ DCR при 20 ° С, мОм, Макс. ток, А Особливості застосування CPFC54-050C 9.5 × 5.65 × 4.9 5 ± 30% 100 0.9 Фільтрація сигнальних ланцюгів в телекомунікаційному обладнанні, портативній апаратурі CPFC54-110C 11 ± 30% 120 0.7 CPFC54-250C 25 ± 30% 130 0.7 CPFC54-250S 25 ± 30% 130 0.7 CPFC54-510C 51 ± 30% 160 0.6 CPFC54-510S 51 ± 30% 160 0.6 CPFC54-101C 100 ± 30% 230 0.5 CPFC54-471C 470 ± 30% 200 0.5 CPFC54-102C 1000 (-30 / + 50)% 200 0.5 CPFC54-222C 2200 (-30 / + 50)% 400 0.4 CPFC54-472C 4700 (-30 / + 50)% 650 0.2

На малюнках 9 ... 16 наведені конструкція, зовнішній вигляд і частотні характеристики імпедансу для окремих типів синфазних дроселів.

16 наведені конструкція, зовнішній вигляд і частотні характеристики імпедансу для окремих типів синфазних дроселів

Рис. 9. Зовнішній вигляд синфазного дроселя серії CRR32

Зовнішній вигляд синфазного дроселя серії CRR32

Рис. 10. Типова частотна характеристика імпедансу дроселя серії CRR32

Типова частотна характеристика імпедансу дроселя серії CRR32

Рис. 11. Конструкція дроселя CPFC54

Конструкція дроселя CPFC54

Рис. 12. Типові частотні характеристики імпедансу синфазних дроселів серії CPFC54

Типові частотні характеристики імпедансу синфазних дроселів серії CPFC54

Рис. 13. Зовнішній вигляд і електрична схема синфазного дроселя серії CPFC74

Зовнішній вигляд і електрична схема синфазного дроселя серії CPFC74

Рис. 14. Частотна характеристика імпедансу синфазного дроселя серії CPFC74

Частотна характеристика імпедансу синфазного дроселя серії CPFC74

Рис. 15. Зовнішній вигляд і електрична схема дроселя серії CPFC 85

Зовнішній вигляд і електрична схема дроселя серії CPFC 85

Рис. 16. Частотні характеристики дроселів серії CPFC85

Як видно з малюнка 10, імпеданс дроселя практично лінійно збільшується до частот 500 ... 600 МГц.

Особливість довідкових даних: в якості базового параметра фільтрів для серії CPFC54 виробник вказує значення індуктивності, а не імпедансу. А ось частотні характеристики наводяться для імпедансу (в режимі фільтрації синфазних перешкод).

Застосування синфазних дроселів для придушення перешкод в ланцюгах живлення постійного струму

Синфазні дроселі можуть застосовуватися для придушення шумового ЕМІ в ланцюгах живлення постійного струму. Імпульсні джерела живлення є потужним джерелом паразитного ЕМІ як в самих пристроях, так і адаптери харчування. Для зменшення рівня ЕМВ-перешкод через кабель синфазних дроселі встановлюються на виході мережевого адаптера. Біля входів роз'єму підключення зовнішнього адаптера харчування також встановлюється синфазний дросель.

На шині живлення постійного струму присутні як диференціальні, так і синфазних перешкоди, тому слід вжити заходів до придушення і тих, і інших.

Для придушення синфазних перешкод можуть бути використані синфазних дроселі Sumida серії CPFC805.

Застосування синфазних дроселів в швидкісних інтерфейсів

Фільтрація в автомобільних CAN-інтерфейси

Компанія Sumida в своїй документації спеціально акцентує використання певних серій синфазних дроселів саме в даному секторі - фільтрації перешкод в сигнальних ланцюгах автомобільних CAN-інтерфейсів. На малюнку 17 показана типова схема застосування синфазного дроселя в сигнальних ланцюгах CAN-інтерфейсу.

Рис. 17. Застосування синфазного дроселя для фільтрації перешкод в сигнальних ланцюгах CAN-інтерфейсу

Фільтрація в ланцюгах USB-інтерфейсів

Основним джерелом ЕМВ в ланцюгах даного інтерфейсу є інтерфейсний кабель. Установка синфазного фільтру з диференціальних сигналів даних дозволяє з одного боку зменшити рівень випромінювання ЕМІ через кабель з боку передавального блоку USB, а з іншого - забезпечити фільтрацію зовнішніх перешкод. На малюнку 18 показана типова схема застосування синфазного дроселя в сигнальних ланцюгах USB-інтерфейсу.

На малюнку 18 показана типова схема застосування синфазного дроселя в сигнальних ланцюгах USB-інтерфейсу

Рис. 18. ЕМІ-фільтр в ланцюгах USB-інтерфейсу

ЕМІ-фільтри в дисплейних інтерфейси

Для придушення шуму в HDMI зазвичай вбудовуються фільтри, що пригнічують тільки синфазну складову і не роблять ніякого впливу на диференціальні сигнали. Синфазні дроселі можуть встановлюватися з обох сторін кабелю на сигнальні ланцюга і ланцюга синхронізації LVDS-інтерфейсу. На малюнку 19 наведена схема використання синхронних дроселів в ланцюгах кабелю LVDS-інтерфейсу ЖК-дисплея.

На малюнку 19 наведена схема використання синхронних дроселів в ланцюгах кабелю LVDS-інтерфейсу ЖК-дисплея

Рис. 19. Використання синхронних дроселів
в ланцюгах кабелю LVDS-інтерфейсу ЖК-дисплея

висновок

Застосування синхронних дроселів Sumida забезпечує зниження рівня перешкод, підвищення завадостійкості та надійності функціонування складних електронних пристроїв з високим рівнем інтеграції, що працюють на високих робочих частотах. Широка номенклатура забезпечує вибір оптимального рішення для різних застосувань з відмінним показником «ціна / якість».

 Вернуться на главную