Feritinių šerdžių pritaikymas pramonėje

Techninėje pramonėje didžioji dauguma įrenginių maitinami kintama galia ir dažniu. Kai vienoje patalpoje surenkama daug elektros prietaisų ir mašinų, sukuriama vadinamoji darbo aplinka. Kiekvienas elektros prietaisas veikimo metu generuoja elektromagnetinius trukdžius, kurie gali neigiamai paveikti jo paties ir kitų aplinkoje esančių prietaisų veikimą. Todėl darbo aplinkos apsauga nuo tokio tipo trukdžių yra svarbus aspektas pramonės sektoriuje.

EMS (angl. *Electromagnetic compatibility*) – tai elektroninių ir elektrinių prietaisų gebėjimas tinkamai veikti konkrečioje aplinkoje. Pagrindinis elektromagnetinio suderinamumo užtikrinimo tikslas – pašalinti elektromagnetinio lauko trikdžių skleidimą, kuris gali neigiamai paveikti aplinkoje esančių įrenginių veikimą. Tobulėjant technologijoms, atsirado daug EMS sprendimų, kurie diegiami kiekvienoje pramonės sistemoje.

Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skirsime feritinių filtrų, kurie dažniausiai randami elektros ir elektroninės įrangos laiduose. Sužinosite, kas yra feritinės šerdys ir kaip jos veikia, kur naudojami tokie sprendimai ir kaip pasirinkti tinkamą filtrą savo reikmėms.

Kas yra feritinis filtras ir kam jis naudojamas?

Feritinis filtras veikia kaip slopinamasis droselis. Feritai yra medžiagos, sudarytos iš geležies ir anglies nedideliu procentu (apie 0,01–0,03 %). Šios medžiagos pasižymi feromagnetinėmis savybėmis, t. y. vadinamosiomis savaiminio įmagnetėjimo būsenomis. Trumpai tariant, feritinės šerdys yra pasyvūs elektroniniai komponentai, kurie gali slopinti aukšto dažnio signalus elektros linijose.

Filtrai paprastai montuojami aplink porą maitinimo arba įžeminimo linijų, kurios yra tiesiogiai prijungtos prie įrenginio, pvz., kompiuterio. Ferito šerdys veikia pagal Faradėjaus dėsnį – magnetinė šerdis aplink laidininką, esant aukšto dažnio signalui, indukuoja atgalinį elektromagnetinį lauką, slopindama trikdžius, atsirandančius dėl tekančios kintamosios srovės. Tokios šerdys gali užkirsti kelią staigiems įrenginį maitinančios srovės pokyčiams.

Kaip pasirinkti ferito šerdį?

Ferito šerdys parenkamos konkrečiai kintamajai srovei. Netinkamai parinktas slopintuvas gali būti pažeistas dėl didesnių srovės verčių. Papildomas veiksnys, turintis įtakos tinkamam šerdies veikimui, yra temperatūra. Didėjant temperatūrai, vardinė srovė mažėja. Dėl to feritas gali nepakankamai slopinti susidarančius EMI trukdžius.

Vardinė srovė taip pat gali turėti įtakos ferito varžos vertei. Didėjant srovei, **ferito šerdis** gali įsisotinti, dėl ko sumažėja jos induktyvumas. Įsisotinimas, esant pakankamai didelei srovei, gali žymiai sumažinti jos varžą.

Renkantis **ferito filtrą**, svarbu atkreipti dėmesį į jo specifikacijas. Ferito filtrai dažniausiai gaminami kaip ferito karoliukai, įdėti į įvairių formų plastikinį korpusą arba žiedus. Pirmieji tvirtinami prie elektros laido, todėl norint nustatyti, kuris filtras bus tinkamas, reikia žinoti laido skersmenį. Žiedų atveju laidai yra apvynioti aplink juos.

Filtrai padeda pašalinti trukdžius iš konkretaus dažnių diapazono. Tirpalas turėtų būti parinktas taip, kad jo varžos juosta apimtų dažnį, kurį norime pašalinti. Tai reikia daryti labai atsargiai, nes net ir nedideli nukrypimai nuo šios vertės gali duoti nepatenkinamų rezultatų. Prieš pasirenkant, taip pat verta peržiūrėti nurodytos šerdies varžos kreives, atsižvelgiant į jos apkrovą. Tai užtikrins, kad mūsų šerdis veiks be varžos nuostolių dėl prisotinimo.

Iš prigimties ferito šerdys yra aukšto dažnio varžinis elementas. Montuojant ferito filtrą, svarbu atsižvelgti į įtampos kritimus ir tinkamą šilumos išsklaidymą. Tai gali būti ypač naudinga ieškant sprendimo pramoninei elektronikai.

Ferito komponentų gamintojai paprastai pateikia visą dokumentaciją ir techninę informaciją apie savo gaminius, kuri padės pasirinkti sprendimą. Jei renkantis kyla problemų arba jei dokumentacijoje nėra aiškiai visko paaiškinta, visada galite kreiptis pagalbos į gamintoją arba platintoją.

Kur naudojami ferito filtrai?

Ferito filtrai naudojami visur, kur reikia pašalinti elektromagnetinius trukdžius. Dauguma šerdžių taip pat naudojamos specifinių įrenginių gamyboje, siekiant pašalinti trukdžius, kurie gali atsirasti jose. Populiariausios feritinių filtrų taikymo sritys pramonėje:

• Analoginis ir skaitmeninis duomenų perdavimas, pvz., kompiuterių ir kitos IT įrangos kabeliai, kasos aparatų kabeliai ir automatikos grandinės;
• Pramoninė elektronika, rezonansinės grandinės ir mikroprocesorinės sistemos;
• Transformatorių, maitinimo šaltinių ir keitiklių gamyba.