Синфазные дроссели от Pulse Electronics — эффективная защита высокоскоростных линий передачи

Опубликовано в номере:
PDF версия
Синфазный дроссель — это индуктивный элемент в виде катушки с замкнутым магнитопроводом из феррита с высокой магнитной проницаемостью, содержащий две одинаковые обмотки, которые могут быть включены в противофазе. Данная конструктивная особенность не допускает ослабления полезного сигнала в высокоскоростных линиях связи, для которых такие дроссели являются необходимым компонентом не только как средство защиты от воздействия внешних электромагнитных помех (ЭМП), но и как решение для выполнения требований по электромагнитной совместимости (ЭМС).
Типовая схема для выполнения требований по ЭМС

Рис. 1. Типовая схема для выполнения требований по ЭМС

Как известно, все высокоскоростные линии связи и внутренние интерфейсы используют для передачи пакетов данных дифференциальный сигнал — пару сигналов с равными амплитудами, но разными фазами, повернутыми относительно друг друга на 180°. При прохождении такого сигнала через синфазный дроссель каждая из его составляющих создает магнитный поток разной полярности. Оба потока нейтрализуют друг друга, что делает дроссель прозрачным для прохождения сигнала. Аналогично, синфазный сигнал, наведенный сторонним источником ЭМП, так же образован двумя сигналами с равной амплитудой, но с одинаковой фазой. При его прохождении через синфазный дроссель магнитные потоки двух сигналов складываются в ферритовом сердечнике, импеданс дросселя увеличивается, что приводит к значительному подавлению такого сигнала.

По сути, синфазный дроссель — это магнитный элемент, который подавляет синфазные сигналы за счет большого импеданса и, наоборот, характеризуется малыми вносимыми потерями и искажениями при прохождении через него дифференциального сигнала. Типовой пример применения ферритовых элементов для выполнения требований по ЭМС для высокоскоростных линий передачи данных и внутренних интерфейсов, а также типы необходимых для этого элементов представлены на рис. 1.

Таблица 1. Основные области применения синфазных дросселей CCMC и MCMC компании Pulse Electronics

Промышленное оборудование

Испытательное оборудование

Автомобильные

информационно-развлекательные системы

Зарядные устройства

Сетевое оборудование

Медицинское оборудование

Системы безопасность

и видеокамеры

Телевизоры и дисплеи

Информационно-развлекательные системы на борту самолетов

Ноутбуки, смартфоны, нательная (носимая) электроника

В подобных приложениях преимущество синфазного дросселя заключается в том, что его сердечник не входит в насыщение даже при очень больших дифференциальных токах. Таким образом, для подавления нежелательных синфазных составляющих ЭМП в этих дросселях могут быть установлены сердечники с высокой магнитной проницаемостью без риска перегрева из-за потерь, вызванных проходящим через него полезным сигналом. В общем случае правильно спроектированные синфазные дроссели успешно подавляют внешние ЭМП в достаточно большом диапазоне частот, что, собственно, и стало причиной их широкого распространения в качестве элементов защиты на линиях высокоскоростной связи, в том числе и для внутренних интерфейсов. Полезным побочным эффектом от использования синфазного дросселя является то, что из-за присущей реальному дросселю неидеальности в виде индуктивности рассеивания он также может быть предназначен для фильтрации дифференциальных шумов и помех при добавлении двух дополнительных конденсаторов соответствующей конкретному решению емкости. В этом случае он представляет собой индуктивность малого номинала, намного меньше индуктивности его противофазных обмоток.

Синфазный дроссель, служащий для защиты высокоскоростных линий связи от внешних ЭМП,  — технологически сложное устройство, его качественное изготовление с гарантированно повторяющимися в серийном производстве параметрами и с минимальными отклонениями предполагает наличие определенных навыков, материалов и оборудования.

Синфазный дроссель  с проволочной обмоткой (Wire Wound)

Рис. 2. Синфазный дроссель по технологии CCMC – с проволочной обмоткой (Wire Wound)

Компания Pulse Electronics Networking BU является поставщиком надежным индуктивных компонентов для многих ведущих мировых изготовителей современного сетевого оборудования. Благодаря автоматизированному производству клиенты компании могут полностью доверять ее продукции в различных приложениях, требующих фильтрации и защиты от воздействия синфазных электромагнитных помех, включая автомобильное и телекоммуникационное оборудование и Ethernet, в том числе учитывая его современную тенденцию развития — технологии PoE (Power over Ethernet — питание через Ethernet-кабель).

Таблица 2. Синфазные дроссели серии ССМС от компании Pulse Electronics

Тип дросселя

Импеданс
на частоте 100 МГц, Ом

RDC, Ом (макс.)

Рабочий ток, мА (макс.)

Типоразмер 0805

PE-0805CCMC670STS

67

0,25

400

PE-0805CCMC900STS

90

0,35

330

PE-0805CCMC121STS

120

0,3

370

PE-0805CCMC181STS

180

0,35

330

PE-0805CCMC261STS

260

0,4

300

PE-C805CCMC361STS

360

0,45

280

PE-0805CCMC601STS

600

0,55

200

PE-0805CCMC102STS

1000

0,8

150

Типоразмер 1206

PE-1206CCMC900STS

90

0,3

370

PE-1206CCMC161STS

160

0,3

340

PE-1206CCMC261STS

260

0,5

310

PE-1206CCMC601STS

600

0,8

260

PE-1206CCMC102STS

1000

0,1

230

PE-1206CCMC222STS

2200

0,12

200

Типоразмер 1210

PE-1210CCMC161STS

160

0,15

680

PE-1210CCMC271STS

270

0,25

640

PE-1210CCMC601STS

600

0,12

1000

PE-1210CCMC102STS

1000

0,35

480

Примечания. Рабочее напряжение (постоянного тока) — 50 В. Выдерживаемое напряжение — 125 В. Сопротивление изоляции (мин.) — 10 МОм.

Недавно компания Pulse Electronics освоила производство и вывела на коммерческий рынок две новые серии синфазных дросселей технологии CCMC (Ferrite Chip Choke) (рис. 2, таблица 2), представляющие собой традиционные ферритовые малогабаритные синфазные чип-дроссели с проволочной обмоткой (Wire Wound), и MCMC (Multi-Layer Common Mode Chip Choke) (рис. 3, таблица 3) — многослойные малогабаритные синфазные чип-дроссели. Оба типа устройств предназначены для поверхностного монтажа и выпускаются в нескольких стандартизованных типоразмерах. Высококачественные элементы от компании Pulse Electronics помогают решать проблемы подавления синфазных электромагнитных помех (ЭМП) на линиях связи, что облегчает выполнение требований в части электромагнитной совместимости (ЭМС).

многослойные малогабаритные синфазные чип-дроссели

Рис. 3. Синфазный дроссель по технологии MCMC – многослойныые (Multi-Layer)

Таблица 3. Синфазные дроссели серии MСМС от компании Pulse Electronics

Тип дросселя

Импеданс
на частоте 100 МГц, Ом

RDC, Ом (макс.)

Рабочий ток, мА (макс.)

Типоразмер 0201

PE-0201MCMC600ST

60±25%

4,75

50

PE-0201MCMC900ST

90±25%

6,5

50

Типоразмер 0302

PE-0302MCMC120GT

12±5 Ом

2,5

130

PE-0302MCMC470MT

47±20%

5

100

PE-0302MCMC900MT

90±20%

6,5

100

Типоразмер 0403

PE-0403MCMC400ST

40±25%

2,5

100

PE-0403MCMC900ST

90±25%

4,5

100

Примечания. Рабочее напряжение (постоянного тока) — 5 В. Сопротивление изоляции (мин.) — 100 МОм.

Особенности и преимущества синфазных дросселей CCMC и MCMC компании Pulse Electronics

  •  высокий уровень подавления синфазных ЭМП без искажений и ослабления полезного сигнала;
  • компактный форм-фактор, оптимизирующий занимаемое пространство на печатной плате;
  • подходит для интерфейсов HDMI, MIPI, MDDI, MHL, DVI, USB3.0/3.1 CAN-шины, FireWire IEEE1349, LVDS и т. д.;
  • диапазон рабочих температур:–40…+85 °C.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *