Indutores de Esfera de Ferrite
Detalhes dos indutores de ferrite, suas propriedades construtivas, aplicações e como são utilizados para obter o melhor desempenho.
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Nosso tutorial sobre indutores inclui:
Tipos de indutores | Especificações de indutores | Como selecionar o indutor correto | Ferrites | Esferas de ferrite | Transformadores, tipos, aplicações
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Os indutores de ferrite são usados em muitas áreas de equipamentos eletrônicos como uma forma de filtro simples, mas eficaz.
Usando a ferrita como base, esses indutores são simples de fazer usando um talão, ou de baixo custo se forem comprados.
Os indutores de contas de ferrite formam filtros muito eficazes para aplicações como a redução de interferência eletromagnética devido às propriedades da ferrita dentro do indutor.
Noções básicas sobre indutores de ferrite
As ferritas fornecem um excelente material de núcleo para um indutor de cordão. Em baixas frequências, os indutores de contas de ferrite agem como um indutor normal. As ferritas têm alta permeabilidade e, como resultado, são excelentes indutores de alta densidade.
Além disso, as ferritas são altamente resistivas como núcleos, incluindo ferro, onde as correntes parasitas fluem, causando perdas. As ferritas têm uma alta resistividade e, portanto, o indutor é capaz de passar sinais até frequências relativamente altas (dependendo da ferrita em uso) com apenas a reatância indutiva afetando o circuito e não as perdas induzidas por correntes parasitas resistivas.
com fio passando por
No entanto, à medida que as frequências aumentam, as perdas por correntes parasitas aumentam. Por sua vez, isso significa que as perdas resistivas aumentam acima das frequências de 10 a 100 MHz, dependendo da ferrita em questão.
O fato de que as perdas resistivas aumentam acima de uma certa frequência torna esses indutores de ferrite ideais para aplicações como filtragem EMI. O fato de que os sinais de alta frequência podem ser dissipados como perdas resistivas significa que eles não são refletidos de volta para o sistema, onde podem encontrar outras rotas para irradiar ou conduzir. Eles são dissipados como calor em vez de circularem em outras partes do sistema.
Ainda mais alta em frequência, a autocapacitância do indutor assume e a reatância capacitiva domina. Portanto, em frequências acima de 500 MHz ou mais, deve-se tomar cuidado para garantir que o indutor não seja de natureza capacitiva, pois isso permitirá que os sinais contornem a natureza com perdas do indutor de ferrite.
Mesmo para os ferrites de frequência mais alta, valores típicos de perda de inserção de não mais que 10 dB podem ser esperados em frequências de 2 GHz e mais, embora isso seja uma regra geral.
Usando indutores de ferrite
Os indutores de ferrite são particularmente úteis em muitas aplicações de RF. No entanto, para obter o máximo deles, é necessário entender algumas de suas limitações, bem como garantir que o benefício de suas vantagens seja maximizado. Algumas dicas estão incluídas abaixo:
- Frequências corretas: Como regra geral, os grânulos de ferrite geralmente são resistivos apenas em uma década de frequência. Assim, é necessário escolher a ferrita para a frequência em que a absorção resistiva é necessária.
- Cuidado com ressonâncias: Como qualquer outro indutor, uma ferrita pode fazer parte de um circuito ressonante. Deve-se tomar cuidado ao combinar esferas de ferrite com outros componentes que também são reativos nas regiões indutiva ou capacitiva. Em baixas frequências onde X >> R, um indutor de ferrite tem um alto Q.
Uma das vantagens dos grânulos de ferrite é que eles são particularmente fáceis de instalar. Um único componente pode ser inserido no equipamento, ou um cordão de ferrite pode ser colocado sobre um fio para fornecer filtragem. Isso os torna muito atraentes para uso quando são encontrados problemas com equipamentos que estão em serviço ou que foram projetados, bem como para incorporação em projetos nos estágios iniciais.
Componentes de indutores de contas de ferrite
Contas de ferrite podem ser obtidas ou feitas em uma variedade de formas.
- Contas de ferrite: É possível obter contas de ferrite pequenas e grandes. O fio que requer filtragem pode ser simplesmente enrolado ao redor do cordão, passando o fio pelo núcleo várias vezes, geralmente apenas duas ou três voltas são necessárias, embora em algumas ocasiões o fio seja simplesmente passado direto. Pequenos grânulos de ferrite podem até ser deslizados sobre os componentes para suprimir a oscilação parasita – por exemplo, eles podem ser deslizados sobre a base de um transistor usado como seguidor de emissor para suprimir possíveis instabilidades ali.
Quando a corrente flui no condutor do indutor do cordão de ferrite, o fluxo magnético é gerado dentro do cordão. Como resultado, o cordão de ferrite funciona como um indutor. - Indutores de ferrite SMD: Há uma grande variedade de indutores de ferrite de montagem em superfície disponíveis como componentes prontos para uso com desempenho especificado. Estes podem ser escolhidos de acordo com o desempenho necessário e facilmente adicionados a um novo design.
Os indutores de conta de ferrite SMD ou chip são feitos incorporando os indutores de conta de ferrite em um formato SMD. A bobina é construída entre as camadas de ferrite e os enrolamentos incorporados entre as camadas. O grânulo de ferrite de chip SMD tridimensional geral é então feito por um processo de integração e queima. A estrutura usada para esses indutores SMD de contas de ferrite é essencialmente a mesma usada para os indutores de chip monolítico mais amplamente usados. A diferença reside no fato de que o material de ferrite utilizado é escolhido para suprimir o ruído
Ao fabricar a estrutura da bobina dentro do conjunto geral do indutor de ferrite SMD, é possível obter uma impedância muito maior do que a dos indutores de ferrite com chumbo mais tradicionais. Freqüentemente, eles simplesmente passam por um único fio e, portanto, a indutância e o efeito da ferrita são muito menores. - Pinça núcleos de ferrite: Quando não é possível enrolar um fio em volta do cordão de ferrite, é possível obter grampos em núcleos que podem ser facilmente presos ao cabo que precisa de filtragem. A abordagem de braçadeira é usada quando os conectores no cabo impedem que um núcleo ou cordão completo seja usado. Embora o fio não seja enrolado em torno do núcleo, ele é capaz de aumentar a auto-indutância do fio ou cabo o suficiente para ter o efeito de absorver a energia do ruído que viaja ao longo do fio ou cabo Freqüentemente, monitores de computador e outros cabos usam isso abordagem.
Quando usados da melhor forma, os grânulos de ferrite formam uma forma particularmente eficaz de indutor e filtro para sinais indesejados. Eles podem ser particularmente eficazes em sua região resistiva, onde absorvem sinais em vez de refleti-los de volta ao circuito, onde podem causar problemas em outros lugares. Além disso, são componentes de baixo custo que podem ser facilmente adicionados a um circuito.
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