সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের EMC ডিজাইনে চৌম্বক পুঁতির প্রয়োগ
এই কাগজটি ফেরাইট পুঁতির বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিচয় করিয়ে দেয় এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি অনুসারে, পাওয়ার সাপ্লাই স্যুইচ করার EMC ডিজাইনে এর গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ বিশ্লেষণ করে এবং পরিচয় করিয়ে দেয় এবং পাওয়ার লাইন ফিল্টারে পরীক্ষামূলক এবং পরীক্ষার ফলাফল দেয়।
EMC আজকের ইলেকট্রনিক ডিজাইন এবং তৈরিতে একটি গরম এবং কঠিন সমস্যা হয়ে উঠেছে। ব্যবহারিক প্রয়োগের ক্ষেত্রে EMC সমস্যাটি খুবই জটিল, এবং তাত্ত্বিক জ্ঞানের উপর নির্ভর করে এটি সমাধান করা যায় না। এটি ইলেকট্রনিক ইঞ্জিনিয়ারদের বাস্তব অভিজ্ঞতার উপর বেশি নির্ভর করে। ইলেকট্রনিক পণ্যের EMC-এর সমস্যা আরও ভালভাবে সমাধান করার জন্য, গ্রাউন্ডিং, সার্কিট এবং PCB বোর্ড ডিজাইন, ক্যাবল ডিজাইন এবং শিল্ডিং ডিজাইনের মতো বিষয়গুলি বিবেচনা করা প্রয়োজন।
নতুন পণ্য ডিজাইন করার সময় সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই পণ্য ডিজাইনারদের আরও ভাল পছন্দের সাথে পাওয়ার সাপ্লাই ইএমসি স্যুইচ করার ক্ষেত্রে এর গুরুত্ব বোঝাতে এই পেপারটি চৌম্বকীয় পুঁতির মৌলিক নীতি এবং বৈশিষ্ট্যগুলি উপস্থাপন করে।
1 Ferrite EMI দমন উপাদান
ফেরাইট হল একটি কিউবিক জালি কাঠামো সহ একটি ফেরিম্যাগনেটিক উপাদান। এর উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি সিরামিকের মতো এবং এর রঙ ধূসর-কালো। ইএমআই ফিল্টারগুলিতে প্রায়শই ব্যবহৃত এক ধরণের চৌম্বকীয় কোর হল ফেরাইট উপাদান, এবং অনেক নির্মাতারা বিশেষভাবে ইএমআই দমনের জন্য ব্যবহৃত ফেরাইট সামগ্রী সরবরাহ করে। এই উপাদান খুব বড় উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ দমন করার জন্য ব্যবহৃত ফেরাইটের জন্য, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কর্মক্ষমতা পরামিতি হল চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা μ এবং স্যাচুরেশন ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স ঘনত্ব Bs। চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা μকে একটি জটিল সংখ্যা হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে, বাস্তব অংশটি আবেশন গঠন করে এবং কাল্পনিক অংশটি ক্ষতির প্রতিনিধিত্ব করে, যা ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়। অতএব, এর সমতুল্য সার্কিট হল একটি সূচনাকারী L এবং একটি প্রতিরোধক R দ্বারা গঠিত একটি সিরিজ সার্কিট, L এবং R উভয়ই কম্পাঙ্কের ফাংশন। যখন তারটি এই ফেরাইট কোরের মধ্য দিয়ে যায়, তখন কম্পাঙ্ক বৃদ্ধির সাথে সাথে গঠিত প্রবর্তক প্রতিবন্ধকতা আকারে বৃদ্ধি পায়, তবে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণ আলাদা।
কম ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে, ইম্পিড্যান্সটি ইন্ডাক্টরের প্রবর্তক বিক্রিয়া দ্বারা গঠিত। কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, R খুব ছোট, এবং চৌম্বকীয় কোরের চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা বেশি, তাই আবেশ বড়, এবং L একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে, এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ প্রতিফলিত এবং দমন করা হয়; এবং এই সময়ে, চৌম্বকীয় কোরের ক্ষয়ক্ষতি ছোট, এবং সম্পূর্ণ ডিভাইসটি কম ক্ষতি এবং উচ্চ Q বৈশিষ্ট্য সহ একটি প্রবর্তক।
উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে, প্রতিবন্ধকতা প্রতিরোধের উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত। ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে চৌম্বকীয় কোরের চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা হ্রাস পায়, যার ফলে আবেশকের আবেশ হ্রাস পায় এবং প্রবর্তক বিক্রিয়া উপাদান হ্রাস পায়। যাইহোক, এই সময়ে, চৌম্বকীয় কোরের ক্ষতি বৃদ্ধি পায় এবং প্রতিরোধের উপাদান বৃদ্ধি পায়, যার ফলে মোট প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধি পায়। যখন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত ফেরাইটের মধ্য দিয়ে যায়, তখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ তাপ শক্তির আকারে শোষিত হয় এবং বিলীন হয়ে যায়।
ফেরাইট দমন উপাদানগুলি প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড, পাওয়ার লাইন এবং ডেটা লাইনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। মুদ্রিত বোর্ডের পাওয়ার লাইনের খাঁড়ি প্রান্তে একটি ফেরাইট দমন উপাদান যুক্ত করা হলে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হস্তক্ষেপ ফিল্টার করা যেতে পারে। ফেরাইট ম্যাগনেটিক রিং বা ম্যাগনেটিক বিডগুলি বিশেষভাবে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হস্তক্ষেপ এবং সিগন্যাল লাইন এবং পাওয়ার লাইনে স্পাইক হস্তক্ষেপ দমন করতে ব্যবহৃত হয়। এটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাব পালস হস্তক্ষেপ শোষণ করার ক্ষমতা আছে।
2. চৌম্বক পুঁতির নীতি এবং বৈশিষ্ট্য যখন তারের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তখন এটি একটি চৌম্বকীয় ট্র্যাক হবে যা চৌম্বক পুঁতির ভিতরে সঞ্চালিত হয়। ইএমআই নিয়ন্ত্রণের জন্য ফেরাইটগুলি এমনভাবে তৈরি করা উচিত যাতে বেশিরভাগ চৌম্বকীয় প্রবাহ উপাদানের মধ্যে তাপ হিসাবে বিলুপ্ত হয়। এই ঘটনাটি একটি সূচনাকারী এবং একটি প্রতিরোধকের সিরিজ সংমিশ্রণ দ্বারা মডেল করা যেতে পারে। ছবি 2 এ দেখানো হয়েছে
দুটি উপাদানের সংখ্যাগত মান চৌম্বক পুঁতির দৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক, এবং চৌম্বক পুঁতির দৈর্ঘ্য দমন প্রভাবের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। ম্যাগনেটিক বিডের দৈর্ঘ্য যত বেশি, দমন প্রভাব তত ভাল। যেহেতু সংকেত শক্তি চৌম্বকীয়ভাবে চৌম্বকীয় গুটির সাথে মিলিত হয়, তাই কম্পাঙ্কের বৃদ্ধির সাথে ইন্ডাক্টরের বিক্রিয়া এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। চৌম্বকীয় সংযোগের কার্যকারিতা বায়ুর সাপেক্ষে গুটিকা উপাদানের চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতার উপর নির্ভর করে। সাধারণত পুঁতি তৈরি করে এমন ফেরাইট উপাদানের ক্ষতি বাতাসের সাপেক্ষে এর ব্যাপ্তিযোগ্যতার মাধ্যমে একটি জটিল পরিমাণ হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে।
চৌম্বকীয় পদার্থগুলি প্রায়শই ক্ষতির কোণটি চিহ্নিত করতে এই অনুপাতটি ব্যবহার করে। ইএমআই দমন উপাদানগুলির জন্য একটি বড় ক্ষতির কোণ প্রয়োজন, যার অর্থ হল বেশিরভাগ হস্তক্ষেপ নষ্ট হয়ে যাবে এবং প্রতিফলিত হবে না। আজ উপলব্ধ বিভিন্ন ধরণের ফেরাইট উপকরণ ডিজাইনারদের বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ফেরাইট পুঁতি ব্যবহারের জন্য বিস্তৃত বিকল্প সরবরাহ করে।
3 চৌম্বক পুঁতির প্রয়োগ
3.1 স্পাইক দমনকারী
পাওয়ার সাপ্লাই স্যুইচ করার সবচেয়ে বড় অসুবিধা হল শব্দ এবং হস্তক্ষেপ তৈরি করা সহজ, যা একটি মূল প্রযুক্তিগত সমস্যা যা দীর্ঘদিন ধরে সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইকে জর্জরিত করেছে। স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের গোলমাল প্রধানত দ্রুত পরিবর্তনশীল উচ্চ-ভোল্টেজ সুইচিং এবং স্যুইচিং পাওয়ার টিউবের পালস শর্ট-সার্কিট কারেন্ট এবং সুইচিং রেকটিফায়ার ডায়োডের কারণে ঘটে। অতএব, কার্যকর উপাদান ব্যবহার করে তাদের ন্যূনতম সীমাবদ্ধ করা হল শব্দ দমনের অন্যতম প্রধান পদ্ধতি। নন-লিনিয়ার স্যাচুরেটেড ইন্ডাকট্যান্স সাধারণত রিভার্স রিকভারি কারেন্ট পিককে চাপা দিতে ব্যবহৃত হয়, এই সময়ে আয়রন কোরের কাজের অবস্থা -Bs থেকে প্লাস Bs পর্যন্ত হয়। সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের ফ্রিহুইলিং ডায়োডে উচ্চ চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং স্যাচুরেবল অতি-ছোট ইন্ডাকট্যান্স উপাদান-চুম্বকীয় পুঁতির সামঞ্জস্য অনুসারে, একটি স্পাইক সাপ্রেসার ব্যবহার করা হয় যেটি সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই স্যুইচ করার সময় উৎপন্ন পিক কারেন্টকে দমন করতে ব্যবহৃত হয়।
স্পাইক দমনকারীর কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য
(1) প্রারম্ভিক এবং সর্বাধিক ইন্ডাকট্যান্স মানগুলি খুব বেশি এবং স্যাচুরেশনের পরে অবশিষ্ট আবেশ মানের অরৈখিকতা অত্যন্ত অস্পষ্ট। সার্কিটের সাথে সিরিজে সংযুক্ত হওয়ার পরে, কারেন্ট বেড়ে যায় এবং তাত্ক্ষণিকভাবে উচ্চ প্রতিবন্ধকতা দেখায়, যা একটি তথাকথিত তাত্ক্ষণিক প্রতিবন্ধক উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
(2) এটি সেমিকন্ডাক্টর সার্কিটে ক্ষণস্থায়ী বর্তমান শিখর সংকেত, প্রভাব উত্তেজনা সার্কিট এবং সহগামী শব্দ প্রতিরোধের জন্য উপযুক্ত এবং এটি অর্ধপরিবাহীকে ক্ষতিগ্রস্ত হওয়া থেকেও প্রতিরোধ করতে পারে।
(3) অবশিষ্ট আবেশ অত্যন্ত ছোট, এবং সার্কিট স্থিতিশীল হলে ক্ষতি খুব কম হয়।
(4) এটি ferrite পণ্য কর্মক্ষমতা থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন.
(5) যতক্ষণ না চৌম্বক সম্পৃক্ততা এড়ানো যায়, এটি একটি অতি-ছোট, উচ্চ-ইন্ডাকট্যান্স ইন্ডাকট্যান্স উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
(6) এটি একটি উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন স্যাচুরেবল আয়রন কোর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং দোলন নিয়ন্ত্রণ করতে কম ক্ষতি সহ।
স্পাইক দমনকারীর জন্য লোহার মূল উপাদানের প্রয়োজন একটি উচ্চতর চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা একটি বৃহত্তর আবেশ প্রাপ্ত করার জন্য; যখন উচ্চ বর্গ অনুপাত আয়রন কোরকে পরিপূর্ণ করতে পারে, তখন আবেশ দ্রুত শূন্যে নেমে যায়; জবরদস্তি শক্তি ছোট এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষতি কম, অন্যথায় আয়রন কোরের তাপ অপচয় স্বাভাবিকভাবে কাজ করবে না।
স্পাইক দমনকারীর উদ্দেশ্য প্রধানত বর্তমান পিক সংকেত হ্রাস করা; বর্তমান শিখর সংকেত দ্বারা সৃষ্ট শব্দ কমাতে; সুইচিং ট্রানজিস্টরের ক্ষতি প্রতিরোধ করুন; সুইচিং ট্রানজিস্টরের স্যুইচিং ক্ষতি হ্রাস করুন; ডায়োডের পুনরুদ্ধারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে ক্ষতিপূরণ দিন; উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পালস বর্তমান শক উত্তেজনা প্রতিরোধ. একটি অতি-ছোট লাইন ফিল্টার হিসাবে ব্যবহার করুন, ইত্যাদি
3.2 ফিল্টারে প্রয়োগ ক) চৌম্বক পুঁতি ছাড়া পরীক্ষার ফলাফল খ) চৌম্বক পুঁতি সহ পরীক্ষার ফলাফল গ) এল লাইন এবং চৌম্বক পুঁতি দিয়ে পরীক্ষার ফলাফল ঘ) এন লাইন এবং চৌম্বক পুঁতি সহ পরীক্ষার ফলাফল
সাধারণ ফিল্টারগুলি ক্ষতিহীন প্রতিক্রিয়াশীল উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত। সার্কিটে এর কাজ হল স্টপব্যান্ড ফ্রিকোয়েন্সিকে সংকেত উৎসে প্রতিফলিত করা, তাই এই ধরনের ফিল্টারকে প্রতিফলন ফিল্টারও বলা হয়। যখন প্রতিফলন ফিল্টার সংকেত উৎসের প্রতিবন্ধকতার সাথে মেলে না, তখন শক্তির কিছু অংশ সংকেত উৎসে প্রতিফলিত হবে, যার ফলে হস্তক্ষেপের মাত্রা বৃদ্ধি পাবে। এই অসুবিধা সমাধানের জন্য, ফিল্টারের ইনকামিং লাইনে ফেরাইট ম্যাগনেটিক রিং বা ম্যাগনেটিক বিড স্লিভ ব্যবহার করা যেতে পারে এবং ফেরাইট রিং বা ম্যাগনেটিক বিড দ্বারা হাই-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের এডি কারেন্ট লসকে হাই কনভার্ট করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। -তাপ ক্ষতি মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান. অতএব, চৌম্বকীয় বলয় এবং চৌম্বক পুঁতিগুলি আসলে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলিকে শোষণ করে, তাই এগুলিকে কখনও কখনও শোষণ ফিল্টার বলা হয়।
বিভিন্ন ferrite দমন উপাদান বিভিন্ন অনুকূল দমন ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ আছে. সাধারণত, উচ্চতর ব্যাপ্তিযোগ্যতা, কম ফ্রিকোয়েন্সি চাপা। উপরন্তু, বৃহত্তর ferrite ভলিউম, ভাল দমন প্রভাব. যখন ভলিউম ধ্রুবক থাকে, লম্বা এবং পাতলা আকৃতির ছোট এবং পুরু আকৃতির চেয়ে ভাল দমন প্রভাব থাকে এবং ভিতরের ব্যাস যত ছোট হয়, দমন প্রভাব তত ভাল। যাইহোক, ডিসি বা এসি বায়াস কারেন্টের ক্ষেত্রে, ফেরাইট স্যাচুরেশনের সমস্যা এখনও রয়েছে। দমন উপাদানটির ক্রস-সেকশন যত বড় হবে, এটির স্যাচুরেটেড হওয়ার সম্ভাবনা তত কম হবে এবং এটি তত বেশি পক্ষপাতিত্ব সহ্য করতে পারবে।
চৌম্বকীয় পুঁতির উপরোক্ত নীতি এবং বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, এটি স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের ফিল্টারে প্রয়োগ করা হয় এবং এর প্রভাব সুস্পষ্ট। পরীক্ষার ফলাফল থেকে, এটি দেখা যায় যে চৌম্বক পুঁতির প্রয়োগ উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন। এটি পরীক্ষামূলক ফলাফল থেকে দেখা যায় যে সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিট, স্ট্রাকচারাল লেআউট এবং পাওয়ারের প্রভাবের কারণে, কখনও কখনও এটি ডিফারেনশিয়াল মোড হস্তক্ষেপের উপর একটি ভাল দমন প্রভাব ফেলে, কখনও কখনও এটি সাধারণ মোড হস্তক্ষেপের উপর একটি ভাল দমন প্রভাব ফেলে, এবং কখনও কখনও এটি হস্তক্ষেপের উপর একটি দমন প্রভাব রাখে না কিন্তু শব্দ হস্তক্ষেপ বৃদ্ধি করে।
যখন ইএমআই শোষণকারী চৌম্বকীয় রিং/চৌম্বকীয় গুটিকা ডিফারেনশিয়াল-মোড হস্তক্ষেপকে দমন করে, তখন এটির মধ্য দিয়ে যাওয়া বর্তমান মান তার আয়তনের সমানুপাতিক হয় এবং দুটির মধ্যে ভারসাম্যহীনতা স্যাচুরেশনের কারণ হয়, যা উপাদানটির কার্যকারিতা হ্রাস করে; সাধারণ-মোড হস্তক্ষেপকে দমন করার সময়, পাওয়ার সাপ্লাইয়ের দুটি তার (ধনাত্মক এবং নেতিবাচক) একই সময়ে একটি চৌম্বক বলয়ের মধ্য দিয়ে যায় এবং কার্যকর সংকেতটি একটি ডিফারেনশিয়াল-মোড সংকেত। ম্যাগনেটিক রিং ব্যবহারে আরেকটি ভালো পদ্ধতি হল চৌম্বক বলয়ের মধ্য দিয়ে যাওয়া তারকে বারবার ক্ষত তৈরি করে আবেশ বাড়ানোর জন্য। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের দমন নীতি অনুসারে, এর দমন প্রভাব যুক্তিসঙ্গতভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
ফেরাইট দমন উপাদানগুলি হস্তক্ষেপের উত্সের কাছাকাছি ইনস্টল করা উচিত। ইনপুট/আউটপুট সার্কিটের জন্য, এটি শিল্ডিং কেসের ইনলেট এবং আউটলেটের যতটা সম্ভব কাছাকাছি হওয়া উচিত। ফেরাইট চৌম্বকীয় রিং এবং চৌম্বক পুঁতি দ্বারা গঠিত শোষণ ফিল্টারের জন্য, উচ্চ চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা সহ ক্ষতিকারক উপকরণগুলি বেছে নেওয়ার পাশাপাশি, এর প্রয়োগের ক্ষেত্রেও মনোযোগ দেওয়া উচিত। লাইনে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলির প্রতি তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রায় দশ থেকে শত Ω, তাই উচ্চ-প্রতিবন্ধক সার্কিটে এর ভূমিকা স্পষ্ট নয়। বিপরীতে, এটি কম-ইম্পিডেন্স সার্কিটে (যেমন পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন, পাওয়ার সাপ্লাই বা রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট) খুব কার্যকর হবে।
