Induktiivisuus Sovellukset
Würth Elektronik Oy Karhutie 4 01900 Nurmijärvi puh ( 09) 8789 100 fax ( 09) 8789 1038 Würth Elektronik Oy Painettu T-Print Hyvinkää 3/2004, 500 kpl Induktiivisuus sarja kirjassa osa 1 käsitellään induktiivisuuden perusteita. Haluatko tietää lisää Chap.1: Basics keep it simple and stupid Chap.2: Components Descriptions, applications, simulation models and many more Chap.3: Filter-Circuits Design, grounding, layout, tipps Chap.4: Applications Circuit, suggested parts, layout Chap.5: Appendices from A to Z Tilaa Tilogy of Inductors meiltä.
Käsissänne on kolmesta induktiivisuutta käsittelevästä oppaasta toinen osa. Sarjaan kuuluvat: Osa 1. ABC, induktiivisuuden perusteet Osa 2. Sovellukset Osa 3. Komponentit Perusteita käsittelevässä osassa (1) kerrataan induktiivisten komponenttien ydinasiat. Tarkoituksena on antaa perustiedot ilman matemaattisia johdantoja. Sovellukset-osassa (2) esitellään tyypillisiä käytännön kytkentäesimerkkejä. Lisänä komponenttisuosituksia. Komponentit-osa (3) kertoo Würth Elektronikin induktiivisten komponenttien tärkeimmät ominaisuudet, edut ja käyttömahdollisuudet. Toivomme, että oppaaseen valituista esimerkeistä ja tuotteista on paljon apua. ESIPUHE 3
JOHDANTO 4 Yleinen suuntaus kohti pienempiä ja tehokkaampia elektronisia laitteita merkitsee samalla induktiivisten komponenttien lisääntyvää käyttöä. Induktiivisia komponentteja käytetään suodattimissa, häiriönpoistossa, EMC-sovelluksissa ja energian välivarastona. Induktiiviset komponentit aiheuttavat suunnittelijoille paljon päänvaivaa. Siksi olemme tehneet tämän oppaan yhteistyössä asiakkaidemme kanssa. Elektronisten laitteiden kova hintakilpailu vaatii tehokkuuden ja hinnan huomioon ottamista. Suunnitteluvaiheessa on huomioitava sähkömagneettinen yhteensopivuus, häiriönvaimennus ja suodattimien rakenne. Tämä kolmiosainen opas antaa suunnittelijalle ideoita ja malleja sekä näyttää oikean suunnan alusta alkaen virtapiirien suunnittelussa ja komponenttien valinnassa. Opas ei korvaa ammattikirjallisuutta.
Sovelluksesta tuotteeksi... 6 Yleistä virtapiireistä... 8 Esimerkkejä virtapiireistä, sovelluksia...10 1. DC/DC-muuntimet...10 1.1 Step-up-muunnin...11 1.2 Step-down-muunnin...13 1.3 Ylennysmuuttaja...14 2. Mikrotietokone...17 2.1 Hiiren ja näppäimistön liitäntä...19 2.2 Sarja- ja rinnakkaisportti...19 2.3 Anturi ESD-suojauksella tai ilman...20 2.4 Audioliitäntä...21 2.5 Kello...23 2.6 Näytönohjain LCD-näytölle...24 3. Audiovahvistin...25 3.1 Epäsymmetrinen vahvistin...25 3.2 Symmetrinen vahvistin...26 4. Verkko-osa, yleistä...28 5. Näytönohjain...31 5.1 Epäsymmetrinen...31 5.2 Symmetrinen...33 6. Audiopääteaste 40 W autokäyttöön (Philips)...35 7. Pulssimoduloitu moottorinsäätö (Texas Instruments)...37 8. Jakaja (Linear Technologie)...40 9. Lisää sovelluksia...42 10. Liite...43 Neuvoja...43 Toimituskyky...44 Ferriitin ja kelan eroja...45 SISÄLTÖ 5
SOVELLUKSESTA L1 C1 C2 33 pf +Ub 100 k -Ub L 3 L 2 C3 47 k 2 7-100 µf + 1µF IC1-7 + 3 + IC2 4-100 k + 4-33 k 220 nf C1, C2: 68 pf IC1, IC2: NE5532, C3, C4, C5, C6: 100 nf NE5534, C7, C8: 120 pf OP27 L1: 742 792 63 (SMD-Ferrit) e) L2, L3, L4, L5: 742 792 65 (SMD-Ferrit) e) L6: 742 792 63 (SMD-Ferrit) e) C4 12 k 33 k 100 pf +Ub -Ub L4 L 5 330 nf 10 µf 470 k C6 C5 L6 C 7 C 8 L1: 742 792 63 (SMD-Ferriitti) L2, L3, L4, L5: 742 792 65 (SMD-Ferriitti) L6: 742 792 63 (SMD-Ferriitti) 6 SMD-FERRIITIT 14 5. SMD-ferriitit painetulla johtimella luotettavuuden suojaus Reflow-/aaltojuottoon Toleranssi ±25% Impedanssi 3000 W asti (kun DT 20 C) Telekommunikaatio Nikkeli-sinkki-EMI-absorbtioferriitti Monikerrosrakenne takaa suuren Magneettisesti suojattu rakenne, hyvä NiSn-elektrodit sopivat Tyyppi 0603, 0805, 1206, 1210, 1806, 1812 Kuormitettavuus 3000 ma asti Käyttölämpötila -40... +125 C EMI-absorbointi virransyöttöjohtimissa Datajohtimien suodattimet Mittajohtimien suodattimet Osassa 3 esitellään lisää kytkentöjä ja kerrotaan tuotteiden eduista ominaisuuksien ja sovellusten valossa.
Opas tarjoaa mahdollisuuden löytää nopeasti sovellukseen sopiva komponentti Jokaisen kappaleen lopussa on viittaus WEluetteloon Kappale 1: SMD-ferriitit Kappale 4: WE-VB-kelat WE-luettelo 2004 Luettelossa on tilaukseen ja suunnitteluun liittyvät tiedot sekä sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet. 7
YLEISTÄ 8 Yleistä virtapiireistä Seuraavat esimerkit perustuvat käytännön sovelluksiin. Kytkennät ovat yleisesti käytettyjä. Esimerkkien induktiiviset komponentit kuuluvat Würth Elektronikin myyntiohjelmaan. Komponentit (esim. 0603 tai 1206) voidaan helposti korvata sellaisilla, jotka vastaavat muuttuneita vaatimuksia. Virtapiiritekniset ratkaisut häiriölähetteen vaimentamiseksi eivät poikkea paljon häiriösietoisuuden vaatimista toimenpiteistä; epäsymmetrisessä suodattimessa on huomioitava lähtö- ja tuloimpedanssi mahdollisen epäsovituksen välttämiseksi. (Kuvat 1 ja 2). Kuva 1: Alipäästösuodatin häiriöiden rajoittamiseksi kaapeliliitännässä. +Ub emittierende Häiritsevä elektroniikka Elektronik L C Lisälaitekaapeli Peripheriekabel Gehäuseschnittstelle Kotelon rajapinta
Gehäuseschnittstelle Kotelon rajapinta Erikoisratkaisuja tietotekniikkaa, telekommunikaatiota ym. varten ei ole. Kaikki piirit perustuvat elektroniikan peruslakeihin. Häiriölähde on aina häiriölähde, sijaitsi se sitten PC:n piirikortissa tai telelaitteessa. Suunnitteluohjeiden vaatimukset voivat vaihdella, mutta se ei kuulu tämän oppaan aihepiiriin. Toinen tärkeä käsite piirien kuvaukseen on seuraava 2-johtiminen kaiutinkaapeli PC:n ja kaiuttimen välillä: Jos PC:stä tulee kaiutinkaapeliin häiriövirta molempiin johtimiin samansuuruisena ja samassa vaiheessa, vastaa se yhteimuotoista häiriövirtaa. Jos PC:stä tulee kaiutinkaapeliin häiriövirta siten, että toinen johdin toimii menojohtimena ja toinen paluujohtimena, on kyseessä eromuotoinen häiriövirta. Kuva 2: Alipäästösuodatin häiriöiden pääsyn estämiseksi liitäntäkaapelista laitteen sisälle. Yhteismuotoinen Eromuotoinen PARAMETRIT 9
DC/DC-MUUNTIMET 10 SOVELLUKSIA 1. DC/DCmuunnin DC/DC-muunnin muuttaa tasajännitteen esim. akusta yhdeksi tai useammaksi käyttöjännitteeksi. Tässä käsitellyt muuntimet ovat tyyppiä, joiden lähtöjännite on suurempi kuin tulojännite = (engl: boost tai step-up converter) pienempi kuin tulojännite = (engl: buck tai step-down converter) Integroidut piirit ovat yksinkertaistaneet piirejä paljon. Korkean pulssitaajuuden ansiosta kuristimen ulkomitat jäävät pieniksi. Verrattuna lineaarisesti säädettyihin verkko-osiin säästyy paljon painoa ja kustannuksia. Lisäksi hakkuriperiatteella toteutetun muuntimen hyötysuhde on merkittävästi parempi kuin tavanomaisella lineaarisella muuntimella, siksi akkukäyttöisen laitteen käyttöaika on pidempi. Haittapuolena on laajempi häiriöspektri tulo- ja lähtöjännitteessä. Seuraavassa on esitetty kuristimen mitoitus käytännön läheisesti. Ohjeita häiriönpoistoon käsitellään kolmen esimerkin avulla.
Laajasta muunninpiirivalikoimasta valittiin National Semiconductorin regulaattoriin LM 1577-ADJ perustuva piiri (Kuva 1). 52 khz:n taajuudella toimivassa piirissä on täydellinen säätö ja virranrajoitus ja se toimitetaan 5- nastaisessa TO-220 kotelossa. Kuva 1: Mitoituskytkentä (Step-up-muunnin LM 1577 piirillä) 1.1 Ue = +5V L 1 Kuristimen mitoitus tehdään seuraavien kohtien mukaan: 1. Pulssin kestosuhde (Duty Cycle DC): U a U DC U a C 1 C 2 C 1,C 4 : 0,1 µf C 2 : 0,33 µf C 3 : 680 µf R 1 : 2,2 k R 2 : 17,4 k R 3 : 2 k D 1 : 1N5821 COMP 1 R 1 e 5 V IN L 3 LM1577-ADJ TO-220 (T) GND 3 4 D 1 Step-upmuunnin SWITCH FEED- 2 BACK L 1,L 2 : L 3 : R 2 R 3 12 5 0,583 12 + C 3 L 2 Ua = 12 V/ 800 ma C 4 742 760 5 (Hülsendrossel) (Sleeve choke) oder or 742 750 4 (6-hole (UKW-Drossel) Ferrite Beads) oder or 742 792 15 (SMD-Ferrit) (SMD-Ferrite) 744 702 1 WE-FI (100 µh) oder or 744 135 135 WE-SI DC/DC-MUUNTIMET 11
DC/DC-MUUNTIMET 12 I LN 2. Käämivirta (Nimellisvirta In): U a 12 N I a 0,8A 1, 92A U 5 3. Maksimi käämivirta (Ilmax): 4. Nimellisinduktanssi Ln: Huomautus: Kerroin 0,2 = varmuuskerroin käämivirran pienelle aaltoisuudelle (Ripple max. 20 %) valittu induktanssi: Würth Elektronik: e I Lmax 2 I N 3, 84A DC U e 0,583 5V 72,9 H,2 I f 0,2 3,84A 52000Hz 0 Lmax L3 = 100 uh; I = 2 A WE-FI 744 702 1 tai WE-SI 744 135 EMC-ominaisuuksien parantamiseksi piirilevyn suunnittelussa ovat suuret maapinnat ja lyhyet, reilusti mitoitetut johtimet keloille, diodeille ja kondensaattoreille välttämättömiä. Häiriöiden estämiseksi muissa osissa tarvitaan suodatin muuntimen sisääntuloon ja lähtöön. Siihen sopivat esim. suurvirta-smd-ferriitit, joilla on pieni tasavirtavastus 74279215) tai hylsyn- (Würth Elektronik muotoinen häiriönpoistoferriitti tai häiriönpoistokuristin yhdessä 0,1 uf kondensaattorin (X7R) kanssa.
Seuraavassa on National Semiconductorin piirin Lm2575 (Kuva 2) kuristimen mitoituksen laskentavaiheet: Kuva 2: Mitoituskytkentä (Step-down-muunnin LM2575 piirillä) L 2 Ue = 7-35V C IN : 47 µf C OUT : 330 µf C S : 0,1 µf R 1 : 1 k R 2 : 3,09 k D 1 : 1N5822 1. Pulssin kestosuhde (Duty Cycle DC): U DC U 5 35 2. Käämivirta (Nimellisvirta In): a e I N I a 1, 0A 0,142 R 1 FEEDBACK 4 LM2575-ADJ L 1 R 2 L V 3 1 IN OUTPUT 2 GND ON/OFF 3 5 D 1 + + C IN C OUT L 1 : L 2,L 3 : Ua = +5V/ 1A C S 744 706 0 WE-FI (300 µh) 744 117 WE-SI (330 µh) 742 760 5 (Sleeve (Hülsendrossel) choke) oder or 742 750 4 (6-hole (UKW-Drossel) Ferrite Beads) oder or 742 792 15 (SMD-Ferrite) (SMD-Ferrit) 1.2 Step-downmuunnin DC/DC-MUUNTIMET 13
DC/DC-MUUNTIMET 14 1.3 Ylennysmuuttaja esim. matkapuhelimelle I LN 3. Maksimi käämivirta (Ilmax): I a 1A Lmax I N ( ) 1A ( ) 1, 5A 2 2 4. Nimellisinduktanssi Ln: DC ( U 0,2 I e Lmax U a ) 0,142 (35 5) V 273,1 H f 0,2 1,5 A 52000Hz Huomautus: Kerroin 0,2 = varmuuskerroin käämivirran pienelle aaltoisuudelle (Ripple max. 20 %) valittu induktanssi: L3 = 300 uh; I = 1 A Würth Elektronik: WE-FI 744 706 0 tai WE-SI 744 117 Ferriitit tulo- ja menojohtimissa alentavat häiriöspektriä merkittävästi. Tässä pätevät samat suositukset kuin ylennysmuuttajalla. Matkapuhelimien lähetyspääteasteissa tarvitaan usein 15 V jännitettä. Muuntimelle asetettavat vaatimukset ovat korkeita, koska akulta vaaditaan pitkää toiminta-aikaa. Tämä on mahdollista vain jos kaikkien muuntimen komponenttien häviöt ovat pieniä. Kuristimen kohdalla tämä vaatii sydänmateriaalilta pientä häviötä taajuuteen f = 500 khz asti ja mahdollisimman pientä tasavirtavastusta.
Näiden vaatimusten optimoimiseksi useat puolijohteiden valmistajat tarjoavat arvokasta suunnitteluapua simulaatio-ohjelmilla. Esimerkkinä on Linear Technologyn kytkentä, (Kuva 3) jossa piirinä on LT1303 (f = 160 khz) Kuva 3: 3,6 V:sta 15 V / 100 ma + C 1 L 2 C 1 : 100 µf C 2 : 33 µf C 3 : 0,1 µf R 1 : 953 k R 2 : 86,6 k D 1 : MBRS130T3 L 1 1 2 3 Ue = 3,6 V C 3 V IN SW L 5 BIN PGND 8 LT 1303 2 L BOUT 4 FB SHDN GND L 1 : L 2,L 3 : Pienillä tulojännitteillä on kytkennän suunnittelussa minimoitava häviöt IC-piirissä, diodissa ja kuristimessa parhaan hyötysuhteen saavuttamiseksi. D 1 4 R 1 R 2 L 3 C 2 744 770 20 WE-PD (22 µh) oderor 744 722 83 WE-TI 742 792 15 (SMD-Ferrite) (SMD-Ferrit) + 15 V Ua = 15 V/ 100 ma Taajuus f = 160 khz DC/DC-MUUNTIMET 15
DC/DC-MUUNTIMET 16 L Riippuen tilasta, valitusta kuristimen sydänmateriaalista, säätöominaisuuksista kuormituksen muuttuessa ja sallituista emissioarvoista, voidaan kuristin valita "kriittisen" minimiinduktanssin Lmin ja nimellisinduktanssin LN väliltä. Pieni hurinavirta vaatii suurta induktanssia. Koska sydänhäviöt riippuvat hurinavirran neliöstä, mutta induktanssi vaikuttaa lineaarisesti ovat häviöt sydämessä suurella induktanssilla pienemmät. Pienen induktanssin puolesta puhuu pieni tilantarve. Hurinavirta on silloin suuri ja säätö nopeaa. Suojaamattoman kuristimen emissio-ominaisuudet eivät ole optimaaliset. Tuotevalikoimassamme on magneettisesti suojattuja kuristimia. min DC U e 0,76 3,6 20,6 H I f 0,83 160000 Lmax esim. sylinterinmuotoinen kela WE-PD 744 778122 22 uh valittu induktanssi: L1 = 22 uh; I = 1,07 A Würth Elektronik: WE-PD 744 778 122 tai WE-PD2 744 774 122 Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WE-luettelosta: Kappale 1: Hylsynmuotoinen kuristin, SMDferriitti Kappale 4: WE-FI, WE-SI, WE-PD
Mirkotietokoneessa ongelmana on saada erilaiset toiminnat kuten video-, audio- ja digitaalitekniikka mahtumaan ahtaaseen tilaan yhdelle kortille. EMC-suojaus ei siten rajoitu pelkästään liittimiin. Yhtä tärkeää kuin suodatus liittimellä on suojaus eri yksiköiden välillä ja häiriöiden rajoittaminen digitaalisissa ja jaksollisissa signaaleissa.kuva 1 esittää tavallisen mikrotietokoneen tyypillisiä osia. Kuva 1: Mikrotietokoneen yksinkertaistettu lohkokaavio Host-Bus ISA-Bus ISA-Bus PCI-Bus Yleisin piiritekninen toteutus lähteville liitännöille on LC-alipäästö, joka koostuu kondensaattorista ja ferriitistä (Kuva 2). Pii-suodatin, joka poistaa VCC:n suurtaajuuksiset häiriöt muodostuu L1:stä, C1:stä ja C2:sta. D A Audio ISA-Bus Controller Video Controller Mouse Maus *) Keyboard Tastatur Serial Serielle- port Schnittstelle Paralle- Parallel port Schnittstelle I/O- Controller Host/PCI-Bus RAM 2. Mikrotietokone Micro- Prozessor p c Clock- Generator g Sensoren*) LC-Display Loudspeaker Lautsprecher*) Mikrofon c e Line IN *) :externe External Schnittstellen connections MIKROTIETOKONE 17
MIKROTIETOKONE 18 +Ub C 1 L 1 VCC Peripheriebaustein Oheislaite L 2 L 3 L 4 C 2 C 3 C 4 C 5 Kuva 2: Mikrotietokoneen lisälaitekytkentöjen standardisuodatus VCC DAT 1 DAT n Seuraavat kohdat on huomioitava piirin suunnittelussa: Kondensaattorien hyvyysluvun on oltava suuri, sopivia ovat X7R- ja NP0-tyypit. Kondensaattorin maadoituksen on oltava matalaimpedanssinen (suoraan runkoon). Ferriittien valinta riippuu korkeimmasta hyötytaajuudesta (signaaliyliaalto) ja maksimi signaalivirrasta. Kytkennät esitetty yksityiskohtaisesti kuvissa 3 7:
Kuva 3: Hiiren ja näppäimistön liitännän suodatus +Ub C4 L3 2.2 Sarja- ja rinnakkaisliitäntä I/O- Controller L 1: L 2,L 3: C 1: C 2: C 3,C 4,C 5: VCC +Ub Kuva 4: Sarja- ja rinnakkaisliitännän suodatus +Ub C1 L1 Maus/ Tastaturmouse/ Buchse keyboard connector I/O- Controller PAR_A_PIN1 PAR_A_PIN15 C 5 C1 L1 L2 742 792 63 (SMD-Ferrit) e) 742 792 18 (SMD-Ferrit) e) 68 pf, COG 68 pf; COG 100 nf, X7R VCC C2 Ln mouse Mausdat/Mausclock data/mouse clock keyboard Tastdat/Tastclock data/ keyboard clock C3 Cn C2 C3 SER_A_PIN1/SER_B_PIN1 SER_A_PIN9/SER_B_PIN9 L2 to zuthe den connector Buchsen L1: 742 792 18 (SMD-Ferrit) e) L2, Ln: 742 792 63 (SMD-Ferrit) e) C1, C2: 100 nf, X7R C3, Cn: 150 pf, COG 2.1 Hiiren ja näppäimistön liitäntä MIKROTIETOKONE 19
MIKROTIETOKONE 20 2.3 Anturi ESDsuojauksella tai ilman sitä VCC L 1 : L 2 : C 5 : R 1 : R 1 : C 1 : L 1 : D 3 : Kuva 5: Anturin liitännän suodatus ilman ylimääräistä ESD-suojausta L 1 C 1 C 2 A 1 A n +Ub D 1 D 2 D n +Ub 742 792 18 (SMD-Ferrit) e) 742 792 15 (SMD-Ferrit) e) L 3, L 4 : 742 792 13 (SMD-Ferrit) e) C 1,C 2,C 3,C 4 : 100 nf, X7R 100 µf/10 V C 6,C n : 1 nf, COG D 1,D 2,D n,d n+1 : Standardschutzdioden diode 1N4003 z.b.: 1N4003 NTC, abhängig riippuu laitteesta vom Server R 2,R n : 100, riippuu abhängig laitteesta vom Server Seuraavassa on vaihtoehtoinen kytkentä, kun tarvitaan ylimääräistä ESD-suojausta: Kuva 6: Anturin liitäntä ylimääräisellä ESD-suojauksella Liittimelle zu den Sensoren Sensorenversorgung, syöttö Anturin oikosulkusuojattu kurzschlußgeschützt A/Dmuunnin Wandler D 1,D 2 : D 1 D 2 C 3 R 2 R n D n+1 R 1 L 2 NTC L 3 L n R 1 C 5 C 1 L 1 C n A 1IN A nin C 4 +U SENS A/Dmuunnin Wandler C 6 A 1IN können Voidaan entfallen liittää tarvittaessa 100, riippuu abhängig laitteesta vom Server 1 nf,cog 742 792 13 (SMD-Ferrit) e) Mehrlagenvaristor (AVX, VC060305A150) (z.b.: AVX, VC060305A150) D 3
Kuva 7: Audioliitännän suodatuspiiri 2.4 D-VCC Audio- Controller D-GND L 1 C 1 C 2 D-GND D-GND A VCC C 3 A-GND C 5 R 1 R 2 L 2 A-GND AGND A-GND AGND +Ub +Ub Kellopiirien mitoitus on huomattavasti monimutkaisempaa kuin liitäntöjen suodatus. Siinä ferriittien käyttö on rajoitettava erittäin pieniin impedansseihin, ja on mahdollista vain kohdissa joissa ei kulje useita kellosignaaleja samanaikaisesti ("SKEW"), koska ferriiteillä on melko suuri impedanssihajonta. C 4 D-GND L 3 C 6 L 4 C 11 L 5 L 6 R 3 C 7 C 8 A-GND AGND C 9 C 10 C 12 C 13 L R L R L 1,L 2: 742 792 18 (SMD-Ferrit) e) L 3, L 4: 742 792 11 (SMD-Ferrit) e) (niedriger (pieni R DCR ) DC) L 5,L 6: 742 792 13 (SMD-Ferrit) e) C 1,C 2,C 3,C 4: 100 nf, X7R C 5,C 6,C 7,C 8: 330 pf,cog C 9,C 10: 100 pf, COG R 1,R 2: 2,2 k C 11, C 12: 100 nf, X7R C 13: 10 µf/10 V R 3: 4,7 k (Ferrit (suuren kann resistanssin wegen hohem vuoksi Widerstand ferriitti entfallen) jättää pois) voidaan A-GND, AGND, DGND: G-GND: wegen höherem Signal/Rauschabstand Hyvän wird beim signaali/kohina-suhteen Audiokontroller mit getrennter saavuttamiseksi Masse zwischen analogia- Analog- und ja Digital- Teil digitaalipuolella on oltava oma maa. gearbeitet. Am Chassis (Buchsen) haben Rungossa beide ihren molemmilla Bezugspunkt on bzw. oma ihr Bezugspotential. kiinnityspiste. Head- Phone/ Speaker Mikrofon c IN VCC MIC Audioliitäntä MIKROTIETOKONE 21
MIKROTIETOKONE 22 Jako EMC-ferriitti - kela: selitys liitteessä R Aikakriittisten signaalien vaimennus olisi tehtävä aina oskilloskoopin ja spektrianalysaattorin avulla yliaaltovaimennuksen ja signaalin nousuja laskuajan varmistamiseksi. EMC-ferriiteillä on, kuten osassa 1 kerrotaan, erinomaiset EMC-käyttöön kehitetyt impedanssiominaisuudet (Kuva 8). IX LI f X Y Päästöalue Durchlaßbereich Bereich vaimennusalue Kriittinen kritischer alue Effektiver Tehokas Dämpfungsbereich IZI Kuva 8: SMD-ferriittin tyypillinen impedanssikäyrä X:n ja Y:n välisellä alueella impedanssi koostuu suuresta reaktanssista ja pienestä resistanssista. Tällä alueella on myös vaihesiirto suurin. Siksi tämä kriittinen alue ei saisi olla hyötysignaalin spektrialueella. Kellon ja näytönohjaimen esimerkkipiirejä esitellään kuvissa 9 ja 10.
Kuva 9: Kellopiirin kytkentä +Ub L 1 C 1 C 2a...C 2b VCC1 R 1 Clock- Generator g C 1 : C 2a...C 2b : C 3 *: C 4 *: L 1 : L 2 *: R 1 *: 33 MHz L 2 C 3 C 4 Empfänger Baustein Receiver (RAM, Controller etc.) 100 nf, X7R 100 nf, COG, useampia, mehrere, jeriippuu nach Synthesizer bzw. Anzahl jan VCC der VCC-Pins nastojen määrästä syntetisoi- 6,8 pf, COG 10...15 pf (SKEW-Abgleich) viritys) 74279218(SMD-Ferrit) e) 742 792 68 [742 792 0] (SMD-Ferrite) 15 kun bei Zo = 90 (Abgleich (sovitus spektrianalysaattorin mit Spektrumanalyzer und ja Oszilloskop oskilloskoopin auf Wellenwiderstand avulla, piirin der Leiterplatte) ominaisimpedanssin mukaan) * Komponentit Die Bauelemente sovitettava müssen während vastaaville der Entwicklungsphase auf die entsprechenden Signalparameter abge- signaaliparametreille. stimmt werden. Die Bemessung ist abhängig von: Mitoitus riippuu: - Signaalin - Laufzeit kestoajasta des Signals ja johtimen bzw. Leitungslänge pituudesta - Kellopiirin ominaisimpedanssista (tässä 90 W) - Kellosignaalin - Wellenwiderstand yliaaltopitoisuudesta der Clockleitung (riippuu (hier 90 ) syntetisoijasta) - Tarvittavasta - Oberwellengehalt signaalireunan des Clocksignals nousuajasta (abhängig vom Synthesizer) - erforderliche Flankenanstiegszeit 2.5 Kello MIKROTIETOKONE 23
MIKROTIETOKONE 24 2.6 Näytönohjain LCD-näytölle +Ub Kuva 10: Näytönohjaimen suodatuskytkentä L 1 C 1 C 2 VCC Video Controller GND Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WE-luettelosta: Kappale 1: SMD-ferriitit L 2 L N C3 D N to zum the display Display GND L 1,L 2 : 742 792 18 (SMD-Ferrit) e) L 3 *, L N *: 742 792 68 [742 792 0] (SMD-Ferrit) e) C 1,C 2,C 3 : 100 nf, X7R R 1 *, R N *: 30 [100 ] * Nämä Diese Bauelemente komponentit hängen riippuvat wesentlich olennaisesti vom käytetystä verwendetem näyttötyypistä Displaytyp ab und ja ne müssen on analysoitava im Labor ermittelt laboratoriossa. werden. ImYllä olevassa Datenzweig kytkennässä der Videoschnittstelle ei liitoskohdissa wurden olein obigem Beispiel kondensaattoreita, keine Kondensatorenkoska vorgesehen, käytetään da suojattua ein geschirmtes kaapelia, Zuleitungskabel muodostaa Verwendung näytön fand, sisäänmenoimpedanssin das zusammen mit der kanssa Dis- joka kuormituskapasitanssin. playeingangsimpedanz die Lastkapazität bildete. Wichtig für Pinten niedrigeemissioiden Emissionswerte kannalta ist der tärkeää beiderseitig on matalaimpedanssinen angeschlossene kaapelin Kabelschirm suojavaippa zwischen videosignaalin Controller und Dis- niederimpedant paluuvirtaa play für einenvarten. definierten Videosignal-Rückstrom! R 1 R N L 3 VCC DISP
Audiovahvistimen kytkentä riippuu siitä, onko liitäntä symmetrinen vai epäsymmetrinen ja missä "ympäristössä" audiovahvistin on eli pelätäänkö suurtaajuista kytkentää sisältä ulos (esim. PC) vai ulkoa sisälle (esim. lähetin). Nykyaikaiset operaatiovahvistimet mahdollistavat virransyöttöpuolella yli 80 db häiriöjännitteen vaimennuksen siten, että tavanomainen kytkentä +/- Vb ja maan välillä riittää. Operaatiovahvistimen vaimennuksen ylätaajuus on 10 15 MHz, minkä yläpuolella vaimennus kytkeytyy nopeasti pois. Jos audiopiiri on korkeampi taajuuksisessa ympäristössä on lisättävä ylimääräinen alipäästösuodatus (Kuvat 1 ja 2). Epäsymmetrisessä vahvistimessa (Kuva 1) sisäänmenoon ja ulostuloon on kytketty pii-alipäästösuodatin. On huomattava, että kondensaattoreita C1, C2, C7 ja C8 ei ole kytketty analogiseen maahan vaan runkoon (heti ulostulosta max. 5 mm johtimilla). Vaikutuksia taajuusvasteeseen pientaajuusalueella ei ole, koska suotimen rajataajuus on korkea. Toimintataajuusalueella ei ilmene jaksottaiskohinaa, koska kapasitanssit C1, C2, C7 ja C8 ovat pieniä. 3. Audiovahvistin Esimerkkipiiri audiovahvistimelle osassa 3: Ferriitti-silta 3.1 Epäsymmetrinen vahvistin AUDIOVAHVISTIN 25
AUDIOVAHVISTIN 26 L1 C1 C2 C 1,C 2: C 3,C 4,C 5,C 6: C 7,C 8: L 1: L 2,L 3,L 4,L 5: L 6: 3.2 Symmetrinen vahvistin 33 pf +Ub 100 k -Ub L 2 C3 100 µf + C4 12 k 47 k 2 7-1µF IC1-7 + 3 + IC2 4-100 k + 4-33 k L 3 220 nf 33 k 100 pf +Ub -Ub L 5 330 nf 68 pf 100 nf 120 pf 742 792 63 (SMD-Ferrit) e) 742 792 65 (SMD-Ferrit) e) 742 792 63 (SMD-Ferrit) e) L4 10 µf 470 k C6 C5 L6 IC1, IC2: NE5532, NE5534, OP27 C 7 C 8 Kuva 1: Esimerkki Epäsymmetrisestä vahvistimesta Symmetrisessä audiovahvistimen (Kuva 2) sisäänmenossa ja ulostulossa on myös periaatteessa tavanomainen pii-alipäästö, kuitenkin melko suuri-impedanssista sisäänmenoa voidaan käyttää virtakompensaation ansiosta (L1). Ulostulossa käytetään yleisesti häiriönvaimennukseen päätemuuntajaa taajuusalueella 5-10 MHz muuntajatyypistä riippuen. Sen yläpuolella ovat tehokkaita ferriittikuristimet ( L6 ja L7 ), joiden ei tarvitse olla virtakompensoituja koska impedanssi nousee vasta yli 30 MHz yläpuolella.
Kuva 2: Symmetrisen pientaajuusvahvistimen piirikaavio Osa Teil 1 L 1 : L 2,L 3,L 4,L 5 : L 6,L 7 : IC1, IC2: Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WE-luettelosta: Kappale 1: SMD-ferriitit Kappale 4: WE-VM-häiriönpoistokuristin C 1 C 2 Osa Teil 2 10 µ 3,3 k 5,6 k - L 1 C 3 1µ 100 C 4 + IC2 -Ub +Ub L 3 L 4 5,6 k 1µ C 7 C 1,C 2,C 3,C 4 : C 5,C 6,C 7,C 8 : C 9 : C 10,C 11,C 12,C 13 : C 8 100 10 k 3,9 k - + 1N4001 180 1N4001 3,9 k 10 k +Vb L 2 7 C 5 + L 3 C 6 -Vb -15 V BD 135 15 15 C 9 BD 136-15 V IC1 220 pf 100 nf 68 pf 220 pf 742 794 51 (Line (Entstördrossel) Choke) 742 792 65 (SMD-Ferrit) e) 742 792 63 (SMD-Ferrit) e) NE5532, NE5534 47 k 10 µ 3,3 k L 6 C 10 C 12 C 11 L 7 C 13 AUDIOVAHVISTIN 27
VERKKO-OSA 28 4. Verkko-osa yleistä Si 230 VAC Si PE L 1: L 1 erotus Regler säädin (analog/ digital) galvaaninen galvanische Trennung +1 Netz C 1 C vakio 2 C 5 C verkko Fi 7 L 2 suodin stand. C 6 C 8 - C 3 C 4 yli für 30 > Mhz 30 varten MHz (Huom.(VDE0875 sähköturvallisuusmääräykset) beachten) C 1,C 2,C 3,C 4 : C 5,C 6,C 9 : C 7,C 8,C 10 : L 1,L 2 : L 3,L 4,L 5 : L 3,L 4,L 5: L 3 L 4 C 9 L 5 C 10 100 nf Y-Kondensatoren Kondensaattori VDE0875 nach VDE0875 100 nf 220 nf 742 750 1 (6-Hole (6-Loch-Ferritperlen) Ferrite Beads) 742 730 01 (Multiline (Ferrit-Brücke) Ferrite supressor) +2 Kuva 1: Lisähäiriönvaimennuspiiri vakiomalliseen verkko-osaan yli 30 MHz HF-häiriöille Usein muuntaja hankitaan valmiina modulina ja liitetään laitteeseen. Verkko-osan ominaisuudet yli 30 MHz alueella tunnetaan harvoin; digitaalisissa laitteissa kaistanestosuodatus ei riitä. Muutamalla komponentilla voidaan suurtaajuusominaisuuksia parantaa olennaisesti, kuten kuvassa 1.
HF-vaimennuksen suunnittelussa on huomioitava seuraavat kohdat (Kuva 2): Ensiö- ja toisiopiirin välinen suurtaajuuskytkentä on estettävä. Se voidaan tehdä sähköisellä suojauksella, erottamalla (> 15 10 cm) tai eristämällä. Kaikki suodatinkondensaattorit on liitettävä runkoon matalaimpedanssisesti. Mahdollisten johtimien on oltava sopivalla etäisyydellä suodattimesta ts. ne eivät saa muodostaa suurtaajuista oikosulkua suodattimen yli. Verkkovirtapiirissä on huomioitava turvallisuusmääräykset. Kondensaattorit eivät saa olla "bypass"- kytkennässä, ne kytketään siten että niiden tehokkuus paranee suurilla taajuuksilla ( Kuva 2). Lisää esimerkkejä verkko-osalle osassa 3: Häiriönpoistokuristin WE-ZB Sauvasydänkuristin WE-SD VERKKO-OSA 29
VERKKO-OSA 30 AC-syöttö Zuleitung Välimatka Distanz Massiivinen Massive Befestigung kiinnitys (el. gut leitend runkoon und HF gerecht) zum Chassis Schraube Ruuvi runkoon zum Chassis von (kuva L 1 /L1 2 s. 28) C 4 Verkko NT Modul Layout C 2 Chassis Runko Kuristus Einschnürung HF-virralle für HF-Ströme falsche Väärä johdotus Leitungsführung primärer Ensiösuodatinpiiri Filterkreis Toisiosuodatinpiiri sekundärer Filterkreis Välimatka Distanz Verkko zum modulille NT DC output falsches VäärinLayout C 2 zum Runkoon Chassis Kuva 2: HF-suodattimen kytkentä häiriötaajuuksille > 30 Mhz Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WE-luettelosta: Kappale 1: 6-reikäinen ferriittihelmi, ferriittisilta
ATK-laitteen esim. PC:n vakiovideoliittimen päästökaistan leveys on n. 250 MHz. Käytännössä vaikein ongelma videovirtapiirin suunnittelussa on estää muiden piirien kytkeytyminen tällä 250 MHz:n taajuuskaistalla videovirtapiiriin, koska hyötysignaalialueella ei voida käyttää suodatusta.kuvassa 1 on tavanomainen kytkentä. Kuva 1: CRT-näytönohjaimen suodatinkytkentä Video-VCC 5.1 Epäsymmetrinen Video- Controller R G B HSYNC VSYNC DDC1 DDC2 DDC3 DDC4 C13 75 75 75 L10 C1 L6 VCC V-GND C2 C4 C7 D1 D2 C8 D3 D4 V-GND C9 C10 C11 C 12 e) e) e) e) e) C14 V-GND V-GND C3 L1 L2 L3 C 5 C 6 L4 L5 L7 L8 L9 5. Näytönohjain DDC1 HSYNC VSYNC DDC2 DDC3 DDC4 L11 C15 VCC V-GND *) zum Videoliittimelle Videostecker L1, L2, L3: 742 792 68 (SMD-Ferrit) C1, C3, C5: 10 pf L4, L5: 742 792 63 (SMD-Ferrit) C2, C4, C6: 15 pf L6, L7, L8, L9: 742 792 65 (SMD-Ferrit) C7, C8: 47 pf L10: 742 792 63 (SMD-Ferrit) C9, C10, C11, C12: 180 pf L11: 742 792 60 (SMD-Ferrit) C13, C14, C15: 100 nf R G B *) NÄYTÖNOHJAIN 31
32 NÄYTÖNOHJAIN Lisää kytkentäesimerkkejä videosovelluksista osassa 3: 1. Monikerros-SMD-kela WE-MI 2. Keraaminen SMD-kela WE-KI 3. Sylinterimäinen kela WE-TI Seuraavat kohdat on huomioitava sovellettaessa kytkentää käytäntöön: DDC-signaalit ovat staattisia, H- ja V-sync tarvitsevat määritellyn etureunan (tyypillinen 50 ns) moitteettoman synkronoidun kuvan takaamiseksi; näitä signaaleja ei saa alhaisesta taajuudesta huolimatta suodattaa harkitsemattomasti. Diodien max. rajapintakapasitanssin on oltava n. 5 pf. R, G, B, Hsync ja Vsync on vietävä rinnakkain. R, G ja B johdotuksella on oltava 75 ohmin aaltoimpedanssi. Suodatinkondensaattorien C1 - C12 maadoituksen on oltava korkeilla taajuuksilla matalaimpedanssinen. V-GND (video-signaalimaa) johdetaan ohjaimelta videoliittimeen ja videoliitin liitetään massiivisesti runkoon. L1, L2 ja L3 riippuvat maksimi resoluutiosta ja ne on sovitettava (etureuna!).
Videosignaalin tehokkaaseen siirtoon näytölle pitkää kaapelia pitkin käytetään analogisia siirtomenetelmiä, kuten LVSD tai PANEL-LINK. Symmetriset siirtomuodot mahdollistavat vähähäiriöisen siirron, kun kytkentä on oikein tehty. Kuvan 1 kytkentä on osa LVDS-videosiirtoketjua tietokoneen ja näytön välillä. Kuva 1: LVDS-videosiirtoketjun tulo- ja lähtösuodatin Tx + LVDS- Transmitter C 2 C 1 DR1 C 3 LVDS-siirtoketjulta vaaditaan 350 Mhz kaistanleveyttä, jotta kaikki signaaliparametrit olisivat (SKEW, jitter, yliaaltopitoisuus) vaatimusten mukaisia. Tx - Lähetin Sender R 1 C 4 R 2 R 1 : C 5 C 6 C 1,C 2 : 3,3 pf C 3,C 4 : 6,8 pf C 5,C 6 : 4,7 pf DR1: 742 794 50 (Line (Entstördrossel) choke) Vastaanotin Empfänger 5.2 symmetrinen R 3 geschirmtes Suojattu twisted kierretty pair pari Rx + Rx - LVDS- Receiver 10 R 2 : 10, R 3 : 100 NÄYTÖNOHJAIN 33
34 NÄYTÖNOHJAIN Seuraavat kohdat on huomioitava rakentamisessa: Jokaisen yksittäisen kanavan johdotus on tehtävä symmetrisesti. Siirtolinjan kuristin, kondensaattori ja vastus sovittavat lähettimen kaapeliin ja niiden arvoja on tarvittaessa muutettava. Kondensaattorit C5 ja C6 on mitoitettava siten, että heijastumat ovat mahdollisimman pieniä kaapelin päässä. Piirilevyn on oltava kolmikerroksinen eli signaalijohtimet on suojattava molemmin puolin maalla. Kuristimen L1 on oltava symmetrinen, sillä käämin epäsymmetrisyys aiheuttaa häiriösäteilyä ja kuvanlaadun heikkenemistä. Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WEluettelosta: Kappale 1: Hylsynmuotoinen kuristin, SMD-ferriitit Kappale 4: WE-FI, WE-SI, WE-TI, WE-PD
Kuva 1: B-luokan audiopääteaste, johon on lisätty EMC-suojaus Input C 1 L 1 R 1 D 1 17 16 R 2 C 3 C 4 1 2 TDA1560Q (Philips) D 2 4 15 5 8 + C + 7 D C 5 C 6 3 C 8 R 3 +Vp L 1 : 742 794 08 (Entstördrossel) (Line choke) 100 µh L 2 : 744 716 0 (Stabkerndrossel) (Coil choke) 10 µh L 3, L 4 : 744 715 0 (Stabkerndrossel) (Coil choke) 10 µh C 1,C 3 : 220 pf C 2,C 4,C 8,C 13,C 14,C 15 : 220 nf C 5,C 12 : 10 µf C 6 : 0,22 µf C 7,C 10,C 16 : 2200 µf C 9,C 11 : 100 nf D 1,D 2 : 1N4148 D 3 : 6V2 R 1 : 2,2 R 2 : 100 k, R 3,R 4 : 2 R 5,R 6 : 1 Ajoneuvokäyttöön tarkoitettujen kytkentöjen on täytettävä erityisiä vaatimuksia, yksi niistä on hyvä häiriösietoisuus. Kuvan 1 40 W pääteasteen sisäänmeno ja ulostulo, sekä virransyöttö täyttävät korkeat häiriösietoisuusvaatimukset. 9 C 15 R 4 C 12 C 11 C 10 C 9 7 L 3 R 5 C 13 >40W L 4 11 8 12 13 10 6 + C 16 C 14 R 6 6. Audiopääteaste 40 W autokäyttöön (Philips) AUDIOPÄÄTEASTE 35
AUDIOPÄÄTEASTE 36 Suodatin estää ajoneuvon aiheuttamat ja ulkopuoliset suurtaajuiset häiriöt: L1, C1 ja C3 muodostavat pii-alipäästön, joka pysäyttää pientaajuus-sisäänmenon suurtaajuiset häiriöt. L2, C9 ja C11 muodostavat piialipäästösuodattimen, joka vaimentaa ajoneuvon omat ja ulkopuolelta kaapeleihin johtuneet häiriöt. L3 C13:n kanssa ja L4 C14:n kanssa vähentävät "takaisinkytkentöjä", jotka tulevat mahdollisesti pitkistä kaiutinkaapeleista. Seuraavat kohdat on huomioitava sovellettaessa kytkentää käytäntöön: Suodatinpiirin layout on suunniteltu oikein suurtaajuuskäyttöön. Jokaisen suodatinpiirin komponentit on sijoitettava lähelle kotelon rajapintaa. Kondensaattorit C1, C3, C12, C9, C13 ja C14 tarvitsevat pieni-impedanssiset, lyhyet, suorat ja leveät johtimet maahan. Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WEluettelosta: Kappale 1: Hylsynmuotoinen kuristin, SMD-ferriitit Kappale 4: WE-ZB häiriönpoistokuristin, WE-SD sauvasydänkuristin
Pulssinleveysmoduloitu moottorin säätö tuottaa periaatteessa vähäisen yliaaltospektrin, kunhan PWM-pulssin pulssinkestosuhde pysyy pienenä. Häiriöspektri voimistuu, jos PWM-pulssin pulssinkestosuhde nousee ja moottoria kuormitetaan suurella vääntömomentilla. Kuvassa 1 esitetty säätö toimii 20 khz PWM-taajuudella, yliaallot FET:ssä täyttävät yllä mainitut seikat pitkälle MHz-alueelle. Kuva 1: Moottorinsäätö epäsymmetrisellä häiriösuojauksella R 13 + C 9 + C 5 1 7 5 12 R 1 6 14 10 + C 3 R 11 2 9 13 R 6 8 R 7 R 14 C 6 2 C 7 R 3 ADJ. R 12 3 TPIC2101 C 8 R 10 R 11 SPEED 4 C 4 20 khz PWM D 1 7. Pulssinleveysmoduloitu moottorinsäätö (Texas Instruments) ca. 50 W R 5 R 4 M D 3 D 2 + R 9 C 10 R 8 C 11 C 12 bestimmen Viritys 20 khz L 1 : 150 µh Funkentstördrossel Toroidal line choke 744 707 6 C 1,C 2 : 220 nf C 3 : 470 nf C 4,C 7,C 11 : 100 nf C 5 : 100 µf C 6,C 9 : 4,7 µf C 8 : 47 nf C 10 : 2,2 nf C 12 : 220 pf D 1,D 2 : 1N4148 D 3 : MBR1045 A +12...15 V L 1 C 1 C 2 IRF530 0V (GND) R 1 : 47 R 2 : 330, R 3 : 82 R 4 : 0,1 R 5 : 100 k R 6 : 33 R 7 : 11,5 R 8 : 27,4 k R 9 : 45,3 k R 10 : 22 k R 11 : 50 k R 12 : 510 R 13 : 1 k R 14 : 510 MOOTTORIN SÄÄTÖ 37
38 MOOTTORIN SÄÄTÖ A C 2 C 3 L 1,L 2: 150 µh Funkentstördrossel Toroidal line choke 744 707 6 C 1,C 2,C 4,C 5: 220 nf C 3: 470 nf Häiriönsuojauspiiri on siis välttämätön. Häiriösuojaus toimii tehokkaimmin, kun se tehdään suoraan häiriölähteeseen eli kuvan 1 C1/C2 ja L1 täytyy sijoittaa moottorin läheisyyteen (cm-alue), 0.1 ohmin vastusarvon saavuttaminen edellyttää ettei moottorin ja suodattimen välinen johdotus ylitä 5-10 cm:n pituutta. On järkevää sijoittaa koko kytkentä mahdollisimman lähelle moottoria. Jos tarpeeksi massiivinen ja matalainduktanssinen maakytkentä ei ole mahdollista, on valittava kuvan 2 mukainen symmetrinen kytkentä ja kondensaattorit C1/C3 ja C4/C5 maadoitetaan mahdollisimman lyhyesti metalliseen runkoon. L 1 C 1 L 2 C 4 C 5 +12...15 V Moottori Motor 0V Kuva 2: Symmetrinen häiriösuojaus kuvan 1 moottorin säädölle Suodatin on mitoitettu siten, että PWMyliaaltojen vaimennus alkaa n. 50 khz:stä n. 10 db/dekadi. Tarkkaa arvoa tai laskelmaa ei voida ilmoittaa, koska lähtö- ja tuloimpedanssia ei tunneta. Suodattimen luotettava toiminta riippuu pieni-impedanssisesta maadoituksesta ja moottorin liitosjohtimien pituudesta.
Seuraavat kohdat on huomioitava sovellettaessa kytkentää käytäntöön: C1/C2 ja tarvittaessa C4/C5 kytkettävä suoraan maahan/runkoon (liitäntäpituus < 1 cm). Kytkentä, erityisesti tehopuolijohde (IRF530), on sijoitettava lähelle moottoria. Virransyöttöjohtimet kierrettävä. Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WE-luettelosta: Kappale 4: WE-FI häiriönpoistokuristin Lisää esimerkkipiirejä moottoreille osassa 3: WE-SD sauvasydänkuristin Ferriitti-hylsyt ja renkaat MOOTTORIN SÄÄTÖ 39
40 JAKAJA 8. Jakaja (Linear Technologie) 9V (12 V) C 5 C 3 C 6 2 50 ma 8 + C LTC 1046 + 7 C 2 3 4 5 L 1,L 2: 100 µh Toridal Funkentstördrossel line choke 744 772 9 C 1,C 2,C 3,C 4: 470 nf C 5,C 6,C 7: 10 µf Paristokäyttöisten laitteiden piirit tarvitsevat useissa osissa kaksoisjännitettä. Linear Technologyn jakaja LTC 1046 mahdollistaa kaksoisjännitteen syötön hyvällä hyötysuhteella. Jos kaksoisjännitteellä syötetään herkkää operaatiovahvistinta (esim. A/D-muunnin, audiovahvistin jne.) - erityisesti jos kytkentätaajuus (30 khz) on esivahvistimen siirtotaajuusalueella kuten kuvan 1 esimerkissä - on jännitteen oltava häiriötön. Schaltfrequenz: Kytkentätaajuus: 30 30 khz khz + L 1 C 1 L2 C 4 +4,5 V (+6 V) 50 ma -4,5 V (-6 V) GND Kuva 1: Kaksoisjännitelähde paristokäyttöiselle laitteelle L1/L2 ja C1 - C4 merkityt komponentit kuvassa 1 suodattavat kytkentätaajuuden ja sen yliaallot riittävästi myös herkimpiä vahvistinasteita ajatellen. Seuraavat kohdat on huomioitava sovellettaessa kytkentää käytäntöön: Kondensaattorit C1, C2, C3 ja C4 on kytkettävä lyhyillä (< 5 mm) johtimilla suoraan maahan. Kondensaattorit eivät saa olla "bypass"- kytkennässä (suodattimen layout, katso kuva 2).
Kuva 2: Kuvan 1 suodattimen optimaalinen toiminta LTC 1046 Tässä kappaleessa kuvatut tuotteet löytyvät WE-luettelosta: Kappale 4: WE-FI häiriönpoistokuristin C 5 L 1,L 2 : 100 µh Funkentstördrossel Toridal line choke 744 772 9 C 1,C 2,C 3,C 4 : 470 nf C 5,C 6 : 10 µf richtig: Oikein C 4 0V -4,5 V C6 L 1 C 1 C 3 L 2 falsch: Väärin C 4 C 2 C 4 +4,5 V 0V -4,5 V 0V -4,5 V JAKAJA 41
42 LISÄÄ SOVELLUKSIA 9. Lisää sovelluksia Lisää kytkentäesimerkkejä on osassa 3, jossa selostetaan yksityiskohtaisesti seuraavat Würth Elektronikin induktiiviset komponentit: SMD-ferriitit monikerros-smd-kela keraaminen SMD-kela SMD-kuristin vastuksen ja sylinterin muotoiset kelat häiriönpoistokuristin, virtakompensoitu sauvasydänkuristin ferriittihelmet ja -renkaat ferriittisillat Ferriitit D-liittimille Suodattimella varustetut D-liittimet
Kuvien numerot: Kuvien numerot alkavat joka alakohdassa numerosta 1, jotta oppaiden laajentaminen myöhemmin olisi helpompaa. Ristiviittaukset: Auttavat lukijaa löytämään nopeasti välttämättömiä tuotetietoja. Siksi osissa 1 ja 2 viitataan Würth Elektronikin komponenttiluetteloon, joka sisältää suunnittelussa tarvittavia sähköisiä ja mekaanisia tietoja. Ristiviittaukset ovat jokaisen alakappaleen lopussa ja ne on merkitty WE-luettelo symbolilla. Suositellut komponentit: Lisääntyvä vaatimus yhä pienemmästä koosta on otettu huomioon suosittelemalla pienintä mahdollista komponenttia (esim. SMD: 0603). Yleensä muita komponentteja voidaan soveltaa ilman suuria muutoksia piirin parametreihin (SMD: 0805 tai 1206). Osan 2 ja 3 erilainen ulkonäkö: Sivunumeron takana on kuvio, josta selviää nopeasti onko kyseessä osa 2 (Sovellukset) vai osa 3 (Tuotteet). Osan 2 symboli on kytkentäkaavio, osan 3 kirjaimet WE. 10. Liite LIITE 43
44 LIITE Toimituskyky: Kaikki osassa 3 esiteltävät komponentit toimitetaan suoraan varastosta. Myyntihenkilöstömme vastaa mielellään kysymyksiinne. Soittakaa Würth Elektronik Oy, puh 09 8789100, fax 09 87891038 ( ) ( )
Würth Elektronikin kielenkäytössä kelat ja SMDferriitit erotetaan selvästi. Ferriitit EMC-käyttöön on rakennettu periaatteessa samalla tavalla kuin kelat. Sydänmateriaalia (NiZn) voidan käyttää suuriin taajuuksiin asti myös keloilla. EMC-ferriittien hyvyysluku on pieni ts. häviöt ovat suuret. Näin ne absorboivat hyvin EMI-häiriöitä. Niiden induktanssi on pieni. Kelojen hyvyysluvun olisi oltava mahdollisimman suuri eli häviöiden mahdollisimman pieniä. Myös induktanssin olisi oltava vakio laajalla alueella. Ferriitin ja kelan ero LIITE 45
FAX 46 Nimi: Yritys: Kyllä, tilaan Trilogy of Inductors kirjan Haluan lisätietoja ottakaa minuun yhteyttä puhelimitse numeroon Lähettäkää faxi numeroon (09) 8789 1038 Lähiosoite: Postinumero: Toimipaikka: Puh/fax Kyllä, haluan ilmaisen EMC-tuoteluettelon Sähköposti Würth Elektronik Oy Karhutie 4 01900 Nurmijärvi puh. ( 09) 8789 100 fax. ( 09) 8789 1038
Würth Elektronik... Häiriöt huolehtii siitä, että Teillä on käytössänne maan laajin valikoima EMC ja induk- tiivisia tuotteita Tuotteet on saatavilla nopeasti, suoraan varastostamme Nurmijärveltä. Lisää tuotteita ja teknisiä tietoja löytyy tuoteluettelostamme. Würth Elektronik Oy Karhutie 4 01900 Nurmijärvi puh. ( 09) 8789 100 fax. ( 09) 8789 1038 47
Meiltä saat myös: - ruuvituotteet, - korotusosat - kaapeleiden ja johtojen kiinnittimet - vedonpoistajat - läpiviennit - korttipidikkeet - johtoliittimet - kytkentärimat - elektroniikka teollisuuden käsityökalut, myös antistaattisina. Kysy lisää myyjiltämme puh. ( 09) 8789 100. 48