Núcleo de ferrita

Una cuenta de ferrita (también conocida como bloque de ferrita, núcleo de ferrita, anillo de ferrita, filtro EMI o estrangulador de ferrita) es un Tipo de estrangulador que suprime el ruido electrónico de alta frecuencia en circuitos electrónicos.

Las perlas de ferrita emplean la disipación de corriente de alta frecuencia en una cerámica de ferrita para construir dispositivos de supresión de ruido de alta frecuencia.

Usar

Las perlas de ferrita previenen la interferencia electromagnética (EMI) en dos direcciones: desde un dispositivo o hacia un dispositivo. Un cable conductor actúa como antena: si el dispositivo produce energía de radiofrecuencia, esta puede transmitirse a través del cable, que actúa como un radiador involuntario. En este caso, la cuenta es necesaria para cumplir con las normas y reducir la EMI. Por el contrario, si hay otras fuentes de EMI, como electrodomésticos, la cuenta evita que el cable actúe como antena y reciba interferencias de estos otros dispositivos. Esto es particularmente común en cables de datos y equipos médicos.

Es común ver grandes perlas de ferrita en el cableado externo. Además, varias perlas de ferrita más pequeñas se utilizan internamente en los circuitos, en conductores o alrededor de las clavijas de pequeños componentes de la placa de circuito, como transistores, conectores y circuitos integrados.

Las perlas pueden bloquear energía de radiofrecuencia no deseada de bajo nivel en cables destinados a ser conductores de CC al actuar como un filtro de paso bajo. Por ejemplo, en líneas de transmisión coaxiales no balanceadas (como cables de video), el cable está diseñado para contener la señal y se pueden usar perlas para bloquear la corriente parásita de modo común al usar el cable como antena sin interferir con la señal transportada en el interior. el cable. En este uso, la cuenta es una forma simple de balun.

Las perlas de ferrita son uno de los filtros de interferencias más simples y menos costosos de instalar en cableado electrónico preexistente. Para un anillo de ferrita simple, el cable se enrolla alrededor del núcleo a través del centro, generalmente cinco o siete veces. También hay disponibles núcleos con abrazadera, que se fijan sin enrollar el cable: este tipo de núcleo de ferrita suele estar diseñado para que el cable pase solo una vez a través de él. Si el ajuste no es lo suficientemente ajustado, el núcleo se puede asegurar con bridas para cables, o si el centro es lo suficientemente grande, el cableado puede pasar una o más veces. (Sin embargo, aunque cada bucle aumenta la impedancia a altas frecuencias, también cambia la frecuencia de la impedancia más alta a una frecuencia más baja). Se pueden deslizar pequeñas perlas de ferrita sobre los cables de los componentes para suprimir la oscilación parásita.

Hay disponibles perlas de ferrita para montaje en superficie. Como cualquier otro inductor de montaje en superficie, estos se sueldan en un espacio en la pista de la placa de circuito impreso. Dentro del componente de la cuenta, una bobina de alambre corre entre capas de ferrita para formar un inductor de múltiples vueltas alrededor del núcleo de alta permeabilidad.

Teoría del funcionamiento

Las perlas de ferrita se utilizan como filtro pasivo de paso bajo al disipar la energía de radiofrecuencia (RF) en forma de calor por diseño.

Los inductores ideales, por otro lado, no tienen resistencia y por lo tanto no disipan energía en forma de calor. Los inductores ideales solo tienen reactancia inductiva, lo que reduce el flujo de señales de alta frecuencia al devolver parte de su energía a la fuente de la señal (posiblemente reduciendo la cantidad de energía consumida) en lugar de disipar esa energía en forma de calor (como lo hace la resistencia en Cuentas de ferrita). Si bien la reactancia de un inductor comúnmente puede denominarse simplemente impedancia, la impedancia generalmente puede ser cualquier combinación de resistencia y reactancia.

La geometría y las propiedades electromagnéticas del cable enrollado sobre la perla de ferrita dan como resultado una impedancia para las señales de alta frecuencia, atenuando el ruido electrónico EMI/RFI de alta frecuencia. La energía se refleja hacia arriba por el cable o se disipa como calor de bajo nivel. Sólo en casos extremos se nota el calor.

Se puede agregar una perla de ferrita a un inductor para mejorar, de dos maneras, su capacidad para bloquear el ruido de alta frecuencia no deseado. En primer lugar, la ferrita concentra el campo magnético, aumentando la inductancia y, por tanto, la reactancia, lo que filtra el ruido. En segundo lugar, si la ferrita está diseñada de esa manera, puede producir una pérdida adicional en forma de resistencia en la propia ferrita. La ferrita crea un inductor con un factor Q muy bajo. Esta pérdida calienta la ferrita, generalmente en una cantidad insignificante. Si bien el nivel de la señal es lo suficientemente grande como para causar interferencias o efectos indeseables en circuitos sensibles, la energía bloqueada suele ser relativamente pequeña. Dependiendo de la aplicación, la característica de pérdida resistiva de la ferrita puede ser deseada o no.

Un diseño que utiliza una perla de ferrita para mejorar el filtrado de ruido debe considerar las características específicas del circuito y el rango de frecuencia a bloquear. Los diferentes materiales de ferrita tienen diferentes propiedades en cuanto a la frecuencia y la documentación del fabricante ayuda a seleccionar el material más eficaz para el rango de frecuencia.