Индуктивные электронные компоненты фирмы Epcos Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Индуктивные компоненты

фирмы EPCOS

Эта статья представляет собой сокращенный перевод вводной части документации фирмы EPCOS по индуктивным компонентам [1]. В ней рассматриваются области применения, рекомендации по выбору, классифи-Перевод: Дмитрий ИОФФЕ кация и другая информация, которая может потребоваться при ознаком-

[email protected] лении с индуктивными компонентами производства фирмы EPCOS.

1. Индуктивные компоненты для электронного оборудования

В наше время полностью электронного и высокоинтегрированного оборудования индуктивные компоненты продолжают применяться в устройствах. Они используются для накопления энергии в импульсных источниках питания и БС/БС-преобразователях, в высокочастотных схемах, фильтрах и, наконец (последнее по порядку, но не по важности), в устройствах для подавления помех.

Очевидно, что требования, предъявляемые к индуктивным компонентам, зависят от того, где и как они применяются. В высокочастотных схемах нужны катушки с высокой добротностью и резонансными свойствами. Для решения задач электромагнитной совместимости (ЭМС) для наилучшего подавления помех требуется высокая индуктивность и желательна низкая добротность для предотвращения резонансных явлений (табл. 1).

1.1. Высокочастотные схемы

Компоненты для поверхностного монтажа (линейка продуктов 81МГО) и выводные радиочастотные дроссели особенно подходят для радиочастотных и других высокочастотных схем. Типовыми применениями для них являются резонансные схемы и частотно-избирательные фильтры, которые все шире и шире используются в телекоммуникациях и автомобильной электронике. В некоторых случаях к индуктивным компонентам предъявляются специальные требования, например, при использовании в выходных схемах передатчиков для мобильных телефонов (высокие добротность и резонансная частота)

или в схемах управления подушками безопасности (высокий импульсный ток).

1.2. Фильтры

Когда индуктивные компоненты используются в фильтрах источников питания для электроники, для них необходимы высокая индуктивность и как можно более низкое активное сопротивление, а также низкая добротность. Импеданс должен иметь широкополосную частотную характеристику. Кроме номинальной величины тока, имеют большое значение максимально допустимый импульсный ток и, соответственно, большое значение насыщения материала сердечника.

1.3. Импульсные источники питания,

DC/DC-преобразователи

Индуктивные компоненты используются

для накопления магнитной энергии во всех видах импульсных источников питания и DC/DC-преобразователей. Например, линейка SIMID 1812 используется в маломощных повышающих преобразователях в автомобильной электронике и в аппаратуре с батарейным питанием. Они могут подвергаться кратковременному воздействию токов, в четыре раза превышающих номинальное значение, без каких-либо эффектов насыщения.

1.4. Приложения ЭМС

Для подавления помех в широкой полосе частот наиболее приспособлены дроссели с токовой компенсацией с кольцевыми или D-образными сердечниками и дроссели с порошковыми сердечниками.

Помимо использования в качестве фильтров в мощных силовых линиях, такие дроссели широко применяются в изделиях для телекоммуникаций, например, в NTBA (Network Termination Basic Access, ISDN), телефонных

устройствах расширения (ISDN и аналоговых) и скоростных расширениях шины CAN в автомобильной электронике.

Почти все компоненты соответствуют основным международным стандартам. Все дроссели для низкочастотных силовых цепей соответствуют стандартам EN и IEC.

Исключительно высокие радиочастотные характеристики имеют дроссели, в которых используются сердечники без зазоров. Технологии производства, разработанные EPCOS, обеспечивают высокую воспроизводимость характеристик и позволяют выпускать высококачественную продукцию по доступным ценам.

Многолетний опыт компании гарантирует потребителям быстрое и экономичное решение проблем в области электромагнитной совместимости. Наша лаборатория в Регенсбурге или лаборатории наших европейских партнеров всегда обеспечат профессиональную поддержку и проведение измерений.

1.4.1. Распространение помех

Помехи по напряжению и токовые помехи можно разделить на синфазные, дифференциальные и асимметричные (рис. 1).

• Синфазная помеха (асимметричная):

- возникает между всеми проводниками в кабеле и опорным потенциалом (рис. 1а),

- действует, главным образом, на высоких частотах (приблизительно от 1 МГц).

• Дифференциальная помеха (симметричная):

- возникает между двумя линиями (L-L, L-N) (рис. 1б),

- действует, в основном, на низких частотах (до нескольких сотен кГц).

• Несимметричная помеха:

- Этот термин используется для описания помехи, действующей на одиночный проводник относительно опорного потенциала (рис. 1в).

1.4.2. Характеристики помех

Чтобы правильно выбирать средства для достижения электромагнитной совместимости, необходимо знать характеристики помех, способы их распространения и механизмы, при помощи которых они возникают

Таблица 1. Обзор типовых применений катушек индуктивности и дросселей

Применение Индуктивность Ток Резонансная частота Добротность Сопротивление

ВЧ-схемы, резонансные схемы Небольшая Небольшой Очень высокая Очень высокая Низкое

ЭМС Большая * Высокая Низкая Очень низкое

Фильтры Большая Большой Высокая Низкая Очень низкое

Импульсные источники питания, DC/DC-преобразователи * * Средняя Высокая Низкое

* — зависит от конкретного применения

Асимметричное

распространение

И

////////////

Симметричное

распространение

Несимметричное

распространение

Рис. 1. Распространение помех

► f

Рис. 2. Обзор диапазона частот

Pc сК — дроссели с сердечником из железного порошка, а также все одиночные дроссели;

Х-конд. — Х-конденсаторы; Сс сК — дроссели с токовой компенсацией; Y-конд. — Y-конденсаторы

в схеме. В принципе, помехи могут классифицироваться по диапазону (рис. 2). Для низких частот можно считать, что помехи распространяются только по проводникам (кон-дуктивные помехи), а для высоких — только через электромагнитное излучение. Обычно для описания воздействия помех используется частотный диапазон в мегагерцах.

Аналогично, кондуктивные помехи на частотах до нескольких сот килогерц обычно

симметричные (дифференциальный режим), а на высоких частотах — асимметричные (синфазный режим). Это вызвано тем, что связь между проводниками, вызванная паразитными емкостями и индуктивностями, возрастает с увеличением частоты.

Х-образные конденсаторы и одиночные дроссели хорошо подходят для подавления дифференциальных составляющих помехи. Для устранения асимметричных, то есть син-

фазных помех, обычно используются дроссели с компенсацией токов и Y-образные конденсаторы. Однако, прежде всего, необходимыми условиями для обеспечения электромагнитной совместимости являются правильное конструирование и тщательная прокладка проводников и заземления.

Классификация типов помех и способов их подавления, а также их связь с диапазонами частот отражены на рис. 2.

2. Электромагнитная совместимость (ЭМС)

2.1. Введение

Вся история передающего электронного оборудования, такого как радио, телевидение и телефон, — это история его восприимчивости к помехам от других электронных устройств. Правовое регулирование борьбы с помехами (электромагнитными и радиочастотными— EMI и RFI) существует с 1928 года. Это регулирование защищает каналы передачи сигналов и приемное оборудование, ограничивая излучаемые помехи.

В связи с увеличением электрических и электронных устройств, находящихся в эксплуатации, необходимо заниматься не только подавлением помех, но и электромагнитной совместимостью (ЭМС), то есть добиваться того, чтобы различное оборудование могло работать одновременно и без проблем. ЭМС определяется как способность электрического оборудования удовлетворительно функционировать в его электромагнитном окружении без недопустимого воздействия на другое оборудование в этом окружении.

Директива Европейского сообщества по ЭМС (89/336/EEC) вступила в действие с 1 января 1996 года. Она была отражена в соответствующих законах членов Европейского Союза и требует обязательного учета требований этой директивы при разработке оборудования.

Концепция ЭМС включает как электромагнитное излучение (EME), так и электромагнитную защиту, или восприимчивость (EMS) (рис. 3).

Источник помехи может генерировать кон-дуктивную или излучаемую электромагнитную

RE.

RE

Фильтр

СЕ

Токи помех Напряжения помех

Электрическое поле RE — Магнитное поле

^ Электромагнитное поле

Рис. 4. Модель восприимчивости и фильтрация

энергию. Эти термины применяются также к путям распространения и электромагнитной восприимчивости оборудования, подверженного помехам.

Для получения правильных решений необходимо рассматривать оба эти явления, то есть и распространение, и восприимчивость, а не только один аспект, например, генерацию кондуктивных помех.

Компоненты, применяемые для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС-компоненты), используются для уменьшения кондуктивных электромагнитных помех — чтобы уменьшить их воздействие или ограничить ниже уровня, допускаемого стандартами ЭМС. Эти компоненты могут быть установлены как в источнике потенциальных помех, так и на оборудовании, которое подвергается воздействию помех (рис. 4).

Фирма ЕРС08 производит компоненты подавления электромагнитных помех для хорошо сбалансированного диапазона напряжений и токов для линий питания, сигнальных линий и линий управления.

2.2. Источники помех и оборудование,

подверженное действию помех

2.2.1. Источники помех

Источник помехи — это электрическое устройство или оборудование, которое генерирует электромагнитную помеху. Различаются две основные группы источников по типу генерируемого спектра помех (табл. 2).

Источники помех с дискретным спектром (например, высокочастотные генераторы и микропроцессорные системы) генерируют энергию помех, сосредоточенную в узких полосах частот.

Коммутационная аппаратура и электродвигатели бытовой техники распространяют энергию помех в широких полосах частот и рассматриваются в группе источников помех с непрерывным частотным спектром.

2.2.2. Оборудование,

подверженное действию помех

Электрические устройства, оборудование

и системы, на которые могут неблагоприятно воздействовать помехи, будем называть оборудованием, подверженным действию помех.

Так же как источники помех, такое оборудование можно классифицировать по частот-

Таблица 3. Оборудование, подверженное воздействию помех

Узкополосная восприимчивость Широкополосная восприимчивость

Радио- и ТВ-приемники Цифровые и аналоговые системы

Радиоприемное оборудование Системы обработки данных

Модемы Управляющие компьютеры

Системы передачи данных Системы управления

Телеметрические радиопередающие устройства Системы передачи видео

Аппаратура с частотным кодированием сигналов Линии интерфейсов

ным характеристикам. Разграничение можно сделать между узкополосной и широкополосной восприимчивостью (табл. 3).

К узкополосным относится радио- и телевизионная аппаратура, тогда как системы обработки данных обычно являются широкополосными.

2.3. Распространение электромагнитных помех и техника измерения электромагнитной совместимости

Как рассматривалось ранее, существуют кондуктивные и излучаемые помехи.

Распространение помех по проводам может быть обнаружено путем измерения токов и напряжений помех (рис. 5).

Действие возмущающих электромагнитных полей на расположенные в непосредственной близости от источников помех объекты может быть обнаружено измерением магнитной и электрической составляющих поля. Этот способ распространения помех называется электрической или магнитной связью (ближнее поле).

В области высоких частот, когда размеры устройства сопоставимы с длиной волны излучения, энергия помехи обычно излучается непосредственно (дальнее поле).

Способ распространения помех должен также учитываться при измерении восприимчивости оборудования к помехам.

Для подобных измерений используются генераторы синусоидальных напряжений и генераторы импульсов с разнообразной формой сигнала.

2.4. Законодательство в области ЭМС

В последние годы опубликовано и введено в действие много положений и согласованных стандартов в области ЭМС. В Евросоюзе с 1 января 1996 года действует директива Совета ЕС 89/336/ЕЕС. С этой даты все электронное оборудование должно соответствовать требованиям этой директивы. Согласование с соответствующими стандартами должно быть гарантировано производителем или импортером в форме декларации согласования. На всем оборудовании должна быть нанесена метка соответствия СЕ.

Основополагающий принцип состоит в том, что все электрическое или электронное оборудование, установки и системы должны соответствовать требованиям по защите, установленным директивой ЭМС или национальным положениям в области ЭМС. Для большинства оборудования требуется, чтобы производитель или импортер предоставлял декларацию соответствия и метку СЕ. Исключения из этого правила и особые правила детально описаны в законодательстве по ЭМС.

Новые, согласованные европейские стандарты написаны в соответствии с директивой ЕС по ЭМС и национальными законами в области ЭМС. Они определяют процедуры измерения, предельно допустимые величины и жесткость испытаний как для излучаемых помех, так и для восприимчивости к помехам (или защите от помех) для электронных устройств, оборудования и систем.

Разделение европейских стандартов на разные категории способствует удобному поиску требований для соответствующего оборудования.

Селективный вольтметр Анализатор спектра Запоминающий осциллограф Самописец неустановившихся процессов

Широкополосная дипольная антенна

~е\ ®

Селективный вольтметр

_ Магнитные поля int помех

£. — Электрические

int поля помех

р _ Электромагнитные Int поля помех (излучение)

int = Ток помехи V* = Напряжение помехи

Стержневая антенна 1

Рамочная антенна

Связь через ближнее поле

Q

Т

Селективный вольтметр

Селективный вольтметр

Рис. 5. Распространение электромагнитных помех и техника измерения ЭМС

Таблица 2. Источники помех

Дискретный спектр частот (синусоидальные, низкая энергия) Непрерывный спектр частот (импульсные, низкая энергия)

Микропроцессорные системы Коммутационная аппаратура (реле и пр.)

Радиочастотные генераторы Бытовая техника

Медицинское оборудование Газоразрядные лампы

Системы обработки данных Источники питания и зарядные устройства

Микроволновое оборудование Системы зажигания

Ультразвуковое оборудование Сварочные аппараты

Сварочные аппараты Коллекторные двигатели

Радио- и телевизионные приемники Генераторы

Импульсные источники питания Атмосферные разряды

Преобразователи частот

Источники бесперебойного питания

Схемы электронного балласта

Источник

помехи

Оборудование, на которое воздействует помеха

Ток синфазной помехи

Ток

_ "► дифференциальной помехи

Ср: Паразитная емкость 13: Сопротивление

Рис. 6. Синфазная и дифференциальная помеха

К оборудованию, для которого нет специального стандарта или стандарта семейства, применяются групповые стандарты.

Основные стандарты содержат информацию о видах помех и основных методах измерения.

2.5. Распространение

кондуктивных помех

Для того чтобы правильно выбрать индуктивные компоненты для подавления помех, нужно знать пути распространения кондук-тивных помех (рис. 6).

Источник помехи с плавающим потенциалом создает в основном дифференциальную, то есть симметричную помеху, которая распространяется по соединительным линиям. В цепях питания ток помехи будет протекать к оборудованию по одному из проводов и возвращаться от него по другому проводу.

Симметричные, или дифференциальные помехи действуют, главным образом, на низких частотах (до нескольких сотен килогерц).

Однако паразитные емкости в источниках помех и оборудовании, а также в заземляющих соединениях тоже создают протекание токов помех в заземляющих цепях. Эти токи текут к оборудованию по обеим соединительным линиям и возвращаются к источнику помех по линиям заземления. Токи в соединительных линиях являются синфазными, и помехи от них называются синфазными, или асимметричными.

Так как проводимость паразитных емкостей с увеличением частоты увеличивается, и соответственно увеличивается связь между соединительными проводами и оборудованием, то, начиная с нескольких мегагерц, синфазные помехи начинают доминировать.

В европейской практике, в дополнение к двум описанным выше компонентам помех, используется концепция «несимметричной помехи». Этот термин используется для описания напряжения помехи между линией и опорным потенциалом земли.

2.6. Схемы фильтров

и импеданс линии

Фильтры для подавления помех практически всегда разрабатываются как отражающие фильтры низких частот, поскольку наибольшие вносимые потери получаются тогда,

Импеданс

линии

Г

I

т-

I

Импеданс источника

помехи/

оборудования

Высокий

Высокий

неизвестный

Низкий

Низкий

неизвестный

т

I

I

I

Высокий

неизвестный

Низкий

Низкий

неизвестный

Рис. 7. Соответствие между схемами фильтров и импедансом

когда, с одной стороны, они не согласованы с импедансом источника помех или оборудования, на которое действуют помехи, и, с другой стороны, они не согласованы с импедансом линии. Возможные схемы фильтров для разных импедансов линий, источников помех и оборудования показаны на рис. 7.

Поэтому для разработки оптимальных схем фильтров необходимо знать внутренние импедансы.

Внутренние импедансы цепей питания обычно устанавливаются расчетным путем и точными измерениями. В то же время, им-педансы источников помех или оборудования в большинстве случаев известны неточно или неизвестны совсем.

Поэтому очень важно иметь возможность разрабатывать схемы фильтров без измере-

ния характеристик оборудования. В этой ситуации фирма ЕРС08 стремится предоставить всем пользователям квалифицированную помощь через свой сайт и лабораторию ЭМС в Регенсбурге.

3. Критерии выбора компонентов ЭМС

В соответствии с действующими в настоящее время правилами, в большинстве случаев рассматривается электромагнитная совместимость в диапазоне частот от 150 кГц до 1000 МГц. Кроме того, мы рассмотрим такие факторы, как низкочастотные помехи в линии.

Компоненты ЭМС, таким образом, должны иметь хорошие радиочастотные характеристики и обычно должны работать в широком диапазоне частот.

Для отдельных компонентов (индуктивностей) радиочастотные характеристики задаются зависимостью импеданса от частоты.

4. Классификация компонентов ЭМС

При разработке схем фильтров отдельные компоненты выбираются в соответствии со следующими правилами:

• Компоненты должны быть выстроены в линию (см. пример на рис. 8), чтобы предотвратить емкостную и индуктивную связь между компонентами и между входом и выходом фильтра.

• Потери, вносимые схемой фильтра, в основном определяются конденсаторами, подключенными к земле. Поэтому выводы этих конденсаторов должны по возможности не вносить индуктивность, то есть быть короткими.

• Схемы фильтров, которые устанавливаются в малогабаритных устройствах, должны быть экранированы.

При использовании готовых фильтров придерживаются следующих правил:

• Гарантировать надлежащее электрическое соединение между корпусом фильтра, его землей и металлическим корпусом источника помех или оборудования.

• Обеспечить надлежащую радиочастотную развязку между входными линиями фильтра (линиями, несущими помехи) и выходными (фильтрованными) линиями, используя при необходимости экранирующие перегородки.

Рис. 8. Правильная установка компонентов фильтра, например, на плате ПК

5. Сертификация

Вся продукция EPCOS AG разрабатывается в соответствии с германскими положениями VDE или стандартами EN. Многие компоненты проходят также проверку на соответствие национальным и международным положениям. Знаки соответствия и гарантий качества приводятся в спецификациях (datasheet).

Примеры знаков соответствия показаны на рис. 9.

Знак гарантии качества CECC показан на рис. 10.

В будущем дроссели будут тестироваться в соответствии с новым европейским стандартом БЫ 138 100. Единый европейский знак соответствия еще не определен. Когда используются национальные стандарты соответствия (например, УБЕ) и соответствующие европейские стандарты, их знаки ставятся рядом.

6. Положения о безопасности

При выборе компонентов ЭМС, в особенности для силовых линий, должны учитываться требования по безопасности для оборудования, в котором они применяются.

7. Электрические характеристики

Номинальное напряжение VR

Номинальное напряжение Ук — это максимальное переменное или постоянное напряжение, которое может быть в течение продолжительного времени приложено к компоненту в диапазоне допустимых рабочих температур.

Испытательное напряжение Vт

Испытательное напряжение Ут — это максимальное переменное или постоянное напряжение, которое прикладывают к компоненту на заданное время при прохождении окончательных испытаний (100-процентное выходное тестирование). Эти испытания могут повторяться при входной проверке.

Номинальный ток IR Номинальный ток 1к — это постоянный или переменный ток, при котором компонент может продолжительно работать в номинальных рабочих условиях.

Для компонентов с одним, двумя или тремя проводниками номинальный ток специфицируется для одновременного протекания тока такой величины через все проводники.

Во время работы на переменном токе высокая тепловая нагрузка может приводить к тому, что временная диаграмма будет отклоняться от правильной синусоидальной формы. При необходимости этот фактор должен учитываться.

Перегрузка по току Номинальный ток на короткое время может быть превышен. Подробные данные о токах и временах их действия могут быть получены по отдельному запросу.

Способность к импульсной нагрузке Эффекты насыщения (например, в ферри-товых сердечниках) могут проявляться во время действия на компоненты импульсов с высокой энергией. Они могут приводить к ухудшению ослабления помех. Для описания способности дросселя выдерживать импульсную нагрузку используется интегральная характеристика максимально допустимого сочетания напряжения и времени. Для стандартных компонентов она принимается равной от 1 до 10 мВ-с. Более подробные данные могут быть получены по запросу.

Ухудшение соотношения IOP/IR При окружающей температуре, превышающей указанную в спецификации, рабочий ток должен быть уменьшен в соответствии с кривой ухудшения параметров. Номинальная индуктивность LR Номинальная индуктивность Ьк — это индуктивность, которая используется для обозначения дросселя. Она измеряется на частоте ^. Паразитная индуктивность LS Паразитная индуктивность Ь5 (называемая также индуктивностью утечки) — это индуктивность, измеренная между двумя катушками дросселя с компенсацией токов с замкнутой накоротко парой выводов (рис. 11).

о о

Рис. 11. Паразитная индуктивность

Эта величина имеет значение для симметричной помехи.

Снижение индуктивности АЬ/Ь0 Снижение индуктивности АЬ/Ь0 — это падение индуктивности при заданном токе относительно начальной индуктивности Ь0, измеренной при нулевом токе. Она задается в процентах. Это уменьшение вызвано намагничиванием материала сердечника, которое является функцией силы поля, индуцируемого рабочим током. Обычно это падение меньше 10%.

Сопротивление постоянному току & & &

JXtyp> JXmin, JXmax

Это сопротивление измеряется на постоянном токе при температуре 20 °С, причем ток во время измерения должен быть значительно ниже номинального значения.

• И(ур — типовое значение;

• Ит;п — минимальное значение;

• Ктах — максимальное значение.

Емкость намотки, паразитная емкость Ср Паразитная емкость Ср, которая ухудшает радиочастотные характеристики компонентов, связана с геометрией компонента. Эта емкость может действовать между двумя линиями (симметрично) или между линией и схемной землей (асимметрично).

У всех компонентов ЕРС08 паразитная емкость минимальна.

Добротность Q

Добротность р — это отношение мнимой составляющей импеданса к его действительной составляющей.

Частоты измерения fQ,

• — это частота, для которой специфицируется добротность р дросселя.

• ^ — это частота, на которой определяется индуктивность дросселя.

/&\ ТО

і I VDE UL

Германия США

Рис. 9. Примеры знаков соответствия

Рис. 14. Однослойная намотка

Рис. 15. Многослойная намотка

Вносимые потери

Вносимые потери — это критерий эффективности ослабления помех, измеряемый с использованием стандартной схемы (рис. 12).

Входные зажимы тестируемого оборудования подключаются к радиочастотному генератору с импедансом Ъ (обычно 50 Ом). Напряжение на выходе компонента измеряется селективным вольтметром, имеющим тот же импеданс Ъ. Вносимые потери рассчитываются из отношения напряжения генератора без нагрузки У0 и половины выходного напряжения У2.

8. Механические свойства

8.1. Заливка (экономичная и полная)

Мы различаем экономичную и полную заливку (рис. 13).

Экономичная заливка используется для фиксации сердечника и обмоток в корпусе и обмоток на сердечнике. По этой недорогой технологии производится одна процедура заливки полимера. Поэтому большинство дросселей, выпускаемых ЕРС08, производится этим методом.

Полная заливка делается тогда, когда экономичная заливка не обеспечивает достаточной теплопроводности, либо по специальному заказу потребителя. Полная заливка выполняется в несколько приемов до полного погружения сердечника и обмоток.

8.2. Типы намотки

Фирма ЕРСОв использует в разных случаях следующие типы намотки:

• однослойная намотка;

• многослойная намотка;

• случайная намотка.

Разные типы намотки обеспечивают разные характеристики индуктивности, особенно на высоких частотах.

Однослойная намотка показана на рис. 14. Шаг намотки равен диаметру провода или больше него. Катушка наматывается только в одном направлении. Паразитные емкости действуют только между соседними витками. По сравнению с другими способами намотки этот обеспечивает наименьшую возможную емкость и наивысшие резонансные частоты. Многослойная намотка показана на рис. 15. Шаг намотки равен диаметру провода. Катушка наматывается в несколько слоев. При этом в дополнение к межвитковым емкостям появляется паразитная емкость между слоями. По сравнению с другими типами

намотки этот дает наибольшую емкость и, таким образом, наименьшую резонансную частоту.

Случайная намотка показана на рис. 16. Шаг намотки меньше диаметра провода. Катушка наматывается только в одном направлении. Этот метод намотки не позволяет заранее точно определить окончательное положение витков, они укладываются случайным образом. При таком способе намотки паразитная емкость лишь ненамного больше, чем при однослойной намотке, и резонансные частоты оказываются практически такими же.

8.3. Радиочастотные характеристики различных типов намотки На рис. 17 показаны зависимости импеданса от частоты для двух дросселей равной индуктивности. Один из дросселей имеет двухслойную намотку, а второй — случайную. У дросселя со случайной намоткой намного больше первая резонансная частота. Паразитный резонанс намного дальше 10 МГц. Импеданс на частотах выше первой резонансной частоты и примерно в пять раз больше. Это обеспечивает лучшее подавление помех на высоких частотах.

Радиочастотные характеристики всех дросселей, выпускаемых ЕРСОв, соответствуют спецификациям и имеют высокую воспроизводимость, а процессы намотки, разрабо-

Рис. 17. Сравнение зависимостей импеданса £| от частоты 1 для двухслойной и случайной намоток

101 102 103 кГц 104

>■ '

Рис. 18. Зависимость импеданса £| от частоты Воспроизводимость и разброс при ручной и машинной намотке

танные для однослойной, многослойной и случайной намоток, обеспечивают очень малый разброс параметров.

Воспроизводимость электрических характеристик дросселей, в основном, определяется технологией производства. На производстве ЕРС08 катушки наматываются, как правило, на автоматических станках (полных автоматах и полуавтоматах). Это позволяет обеспечить даже очень сложную геометрию намотки с малым разбросом характеристик. На рис. 18 приведены кривые импедансов для нескольких дросселей, некоторые из них намотаны на станке, некоторые — вручную. Их можно сравнить. Для случайной намотки (для которой производилось сравнение) преимущество машинной намотки хорошо заметно.

9. Климатические характеристики

Верхняя и нижняя рабочая температура TMAX и TШN Верхняя рабочая температура ТМАХ и нижняя рабочая температура ТМЮ определяются, соответственно, как наибольшая и наименьшая температуры окружающей среды, при которых компонент может продолжительно работать.

Номинальная температура TR Номинальная температура Тк определяется как наибольшая температура окружающей среды, при которой компонент может работать при номинальных условиях. Эталонная температура для измерений

Если в спецификации не указано иное, эталонная температура для всех электрических измерений составляет 20 °С, в соответствии с 1ЕС 60068-1.

Климатическая категория IEC 1ЕС 60068-1, приложение А, определяет метод спецификации климатической категории при помощи трех групп цифр, разделенных наклонной чертой (рис. 19).

Пример: 55/085/5 -55 °С Т +85 °Г 6

Рис. 19. Пример маркировки

Первая группа цифр: абсолютная величина нижней рабочей температуры ТМ1№ при которой проводится тест Аа (холод) в соответствии с 1ЕС 60068-2-1.

Вторая группа цифр:

верхняя рабочая температура ТМАХ, при которой проводится тест Ва (сухой нагрев) в соответствии с 1ЕС 60068 -2-2. Длительность теста 16 часов.

Третья группа цифр:

число дней тестирования для теста Са (влажный нагрев, установившийся режим) в соответствии с 1ЕС 60068-2-3 при относительной влажности 93 +2/-3% и температуре окружающей среды 40 °С.

10. Размеры

Размеры компонентов для поверхностного монтажа кодируются четырьмя цифрами. Код зависит от стандарта, на котором он основан.

Американский стандарт Е1А требует указывать длину и ширину в сотых долях дюйма. В европейских стандартах и черновых стандартах 1ЕС эти размеры кодируются в десятых долях миллиметра (табл. 4). ■

Таблица 4. Кодировка размеров компонентов

Длина х ширина, мм EIA IEC/EN

1,0х0,5 0402 1005

1,6х0,8 0603 1608

2,0х1,2 0805 2012

2,5х2,0 1008 2520

3,2х2,5 1210 3225

4,5х3,2 1812 4532

5,6х5,0 2220 5650

Литература

1. General Technical Information. Материал с сайта фирмы Epcos.

ht tp: //ww w .epcos.c om/web/generator/Web/

Sections/ProductCatalog/EMCComponents/

Chokes/ChokesPowerLines/PDF/

PDF___GeneralTechnicalInformation,property=

Data en.pdf./PDF GeneralTechnicalInformation.pdf