ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΚΑΙ RF CHOKES: ΓΙΑΤΙ ΔΕΝ ΚΑΝΟΥΝ ΟΛΟΙ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ;
Έχετε αναρωτηθεί γιατί ένας συνάδελφος τοποθέτησε μερικούς φερρίτες στο ομοαξονικό του και εξαφάνισε σχεδόν τις παρεμβολές, ενώ κάποιος άλλος έκανε ακριβώς το ίδιο χωρίς κανένα αποτέλεσμα;
Μήπως ο δεύτερος χρησιμοποίησε λάθος υλικό;
Ή μήπως το πρόβλημα δεν βρισκόταν εκεί που νόμιζε;
Ας δούμε τι πραγματικά συμβαίνει.
Ο φερρίτης (Ferrite) είναι ένα μαγνητικό κεραμικό υλικό που χρησιμοποιείται σε μετασχηματιστές, πηνία και κυκλώματα καταστολής ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών.
Στις ραδιοσυχνότητες, η συμπεριφορά του εξαρτάται από τη μαγνητική διαπερατότητα, τις απώλειες του υλικού και τη συχνότητα.
Δεν είναι λοιπόν όλοι οι φερρίτες ίδιοι!
2. ΤΙ ΣΗΜΑΙΝΟΥΝ ΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ 31, 43 ΚΑΙ 61;
Πρόκειται για χαρακτηριστικές ονομασίες διαφορετικών μιγμάτων φερρίτη (Ferrite Mixes), που χρησιμοποιούνται από συγκεκριμένους κατασκευαστές.
Για παράδειγμα:
Mix 31: Χρησιμοποιείται συχνά για καταστολή ρευμάτων κοινού τρόπου σε μεγάλο μέρος της περιοχής HF και σε χαμηλότερες συχνότητες.
Mix 43: Χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές καταστολής RF, συμπεριλαμβανομένων περιοχών HF και VHF.
Mix 61: Έχει διαφορετική συμπεριφορά και χρησιμοποιείται σε εφαρμογές υψηλότερων συχνοτήτων, όπως ορισμένα RF πηνία και μετασχηματιστές.
Προσοχή: Αυτές είναι γενικές εφαρμογές, όχι απόλυτα όρια συχνοτήτων. Η καταλληλότητα εξαρτάται από το συγκεκριμένο εξάρτημα, τις διαστάσεις, τις σπείρες και τα στοιχεία του κατασκευαστή.
3. ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΕΝΑΣ RF CHOKE;
Ένας Common-Mode Choke (καταστολέας ρευμάτων κοινού τρόπου) δημιουργεί υψηλή σύνθετη αντίσταση στα ανεπιθύμητα ρεύματα που κινούνται στην εξωτερική επιφάνεια της θωράκισης του ομοαξονικού.
Η σύνθετη αντίσταση περιλαμβάνει:
Z = R + jX
Όπου R είναι η ωμική συνιστώσα και X η άεργη συνιστώσα.
Στους φερρίτες, η αντίσταση που σχετίζεται με τις μαγνητικές απώλειες μπορεί να συμβάλει σημαντικά στην καταστολή των ανεπιθύμητων ρευμάτων.
Έτσι, μέρος της ανεπιθύμητης RF ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα μέσα στο υλικό.
4. ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΣΠΕΙΡΕΣ ΣΗΜΑΙΝΟΥΝ ΠΑΝΤΟΤΕ ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗ;
Όχι!
Η αύξηση των σπειρών μπορεί να αυξήσει τη σύνθετη αντίσταση σε ορισμένες συχνότητες.
Όμως ταυτόχρονα αυξάνονται οι παρασιτικές χωρητικότητες και αλλάζει η συχνοτική συμπεριφορά.
Έτσι, ένα choke με πολλές σπείρες μπορεί να λειτουργεί πολύ καλά στα 7 MHz, αλλά να παρουσιάζει διαφορετική ή ανεπαρκή συμπεριφορά στα 145 MHz.
Δεν υπάρχει ένας μαγικός αριθμός σπειρών για όλες τις περιπτώσεις.
5. ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΜΕ ΤΗΝ ΙΣΧΥ ΤΟΥ ΠΟΜΠΟΥ;
Εδώ χρειάζεται προσοχή.
Ένας φερρίτης μπορεί να θερμανθεί όταν απορροφά ενέργεια από τα ανεπιθύμητα ρεύματα.
Η θερμοκρασία του εξαρτάται από το ρεύμα κοινού τρόπου, τις απώλειες του υλικού, τη συχνότητα και τις συνθήκες ψύξης.
Επομένως, δεν αρκεί να γνωρίζουμε μόνο ότι ο πομπός αποδίδει 100 W ή 500 W.
Πρέπει να εξετάζουμε τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά του choke.
6. ΠΩΣ ΕΠΙΛΕΓΟΥΜΕ ΤΟΝ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟ ΦΕΡΡΙΤΗ;
Εξετάζουμε:
Την περιοχή συχνοτήτων λειτουργίας.
Το συγκεκριμένο μίγμα και τις διαστάσεις του φερρίτη.
Τη σύνθετη αντίσταση κοινού τρόπου σε συνάρτηση με τη συχνότητα.
Τον αριθμό σπειρών ή φερριτών.
Την αναμενόμενη θερμική καταπόνηση.
Τη θέση εγκατάστασης και το είδος της κεραίας.
Ιδανικά χρησιμοποιούμε δημοσιευμένες καμπύλες μετρήσεων ή πραγματοποιούμε κατάλληλες μετρήσεις με VNA (Vector Network Analyzer - διανυσματικό αναλυτή δικτύων).
7. ΜΙΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΠΑΡΕΞΗΓΗΣΗ
Ένας φερρίτης δεν είναι αντικεραυνικός απαγωγέας!
Δεν αντικαθιστά τη γείωση προστασίας, τις ισοδυναμικές συνδέσεις ή τα κατάλληλα SPD (Surge Protective Devices - διατάξεις προστασίας από υπερτάσεις).
Ο ρόλος του είναι η αντιμετώπιση συγκεκριμένων προβλημάτων RF και ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας.
ΤΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
Δεν επιλέγουμε φερρίτη μόνο από το χρώμα, το μέγεθος ή επειδή κάποιος συνάδελφος είχε καλά αποτελέσματα.
Επιλέγουμε με βάση τη συχνότητα, τη σύνθετη αντίσταση και τις πραγματικές απαιτήσεις της εγκατάστασης.
Ένας σωστά επιλεγμένος καταστολέας μπορεί να μειώσει σημαντικά τα ανεπιθύμητα ρεύματα κοινού τρόπου.
Ένας ακατάλληλος μπορεί να προσφέρει ελάχιστο αποτέλεσμα.
ΚΑΙ ΜΙΑ ΕΡΩΤΗΣΗ ΠΡΟΣ ΤΟΥΣ ΣΥΝΑΔΕΛΦΟΥΣ:
Πόσοι από εσάς γνωρίζετε το μίγμα των φερριτών που χρησιμοποιείτε στις εγκαταστάσεις σας;
Έχετε δοκιμάσει διαφορετικά υλικά ή αριθμό σπειρών και παρατηρήσατε διαφορά στην καταστολή των παρεμβολών;
Περιμένουμε τις εμπειρίες σας!
ΣΤΗΝ ΕΠΟΜΕΝΗ ΕΝΟΤΗΤΑ:
«Πώς μετράμε τα ανεπιθύμητα ρεύματα RF στην εξωτερική επιφάνεια ενός ομοαξονικού καλωδίου;»
Εκπαιδευτική σειρά - Ο Κόσμος του Ηλεκτρονικού
