Ферритовые фильтры
Гуревич Владимир
№ 10’2015
PDF версия
Ферритовый фильтр — пассивный электрический компонент, использующийся для подавления высокочастотных помех в электрических цепях. Это один из самых простых и дешевых типов фильтров. Очевидно, именно поэтому фильтры такого типа нашли самое широкое применение в электронной и электротехнической аппаратуре как бытового, так и промышленного назначения. Казалось бы, при такой широкой распространенности этих элементов методика их правильного выбора и применения должна быть хорошо всем известна. Увы, на самом деле все оказалось не так просто…
Простейшим типом фильтра, не требующим больших затрат, но, тем не менее, существенно ослабляющим воздействие короткого (то есть аналогичного по свойствам высокочастотному сигналу) электромагнитного импульса в проводах, подключенных к электронной аппаратуре, является ферритовый фильтр в форме кольца (цилиндра), надеваемого на провод (рис. 1).
Рис. 1.
Импеданс катушки, образованной одним или несколькими витками контрольного кабеля, пропущенного через ферритовое кольцо, очень мал для низкочастотных рабочих сигналов и для переменного тока промышленной частоты и очень велик для высокочастотных (импульсных) сигналов в определенном диапазоне частот, зависящем от количества витков, материала и геометрических размеров кольца. В результате импульсные и высокочастотные помехи, попавшие в такой кабель, будут существенно ослаблены. Затухание, вносимое такими фильтрами, составляет 10–15 дБ.
Многочисленными компаниями производится множество типов таких фильтров, как миниатюрных, предназначенных для монтажа внутри аппаратуры на печатных платах (рис. 2), так и для монтажа непосредственно на проводах (кабелях). Для удобства монтажа данные фильтры часто выполняют в виде двух сопрягаемых полуколец (полуцилиндров), размещенных в защелкивающихся пластмассовых корпусах, обеспечивающих быстрый и удобный монтаж фильтров на проводах (рис.
Рис. 2. Миниатюрные фильтры на основе ферритовых элементов (ФЭ), предназначенные для монтажа на печатной плате
Рис. 3. Конструкция ферритовых фильтров для быстрого и удобного монтажа на проводах
В электронной аппаратуре такие фильтры можно использовать повсеместно: и в цепях питания, и в цепях передачи логических и импульсных сигналов, и в цепях связи (рис. 4).
Рис. 4. Установка фильтра на основе ферритового кольца на контрольном кабеле, входящем в электронную аппаратуру
Фильтры на основе ФЭ выпускаются многочисленными компаниями (таблица).
Название компании | Частотный диапазон выпускаемых компанией фильтров, МГц |
Fire-Rite Products Corp. | 1–1000 |
Ferrishield | 30–2450 |
Ferroxcube | 0,2–200 |
Murata | миниатюрные для печатных плат |
NEC/Tokin | 0,1–300 |
Parker Chomerics | 30–200 |
Laird | 30–2000 |
TDK | 10–500 |
Leader Tech, Inc | 1–2450 |
Wurth Elektronik | миниатюрные для печатных плат |
Приведенные в таблице частотные диапазоны не относятся к какому-то конкретному типу фильтра, а указывают лишь область частот, в пределах которых работает та или иная компания.
Рис. 5. Частотные диапазоны различных типов материалов (обозначены номерами), используемых в производстве ФЭ в компании Fire-Rite Products Corp.
Несмотря на свою кажущуюся простоту и невысокую стоимость ($1–10), ферритовые фильтры не так просты, как это может показаться. Их эффективность зависит от очень многих параметров: типа материала, эквивалентной частоты импульса тока, который нужно ослабить, геометрических размеров ферритового элемента (ФЭ), количества витков провода, пропущенного через него, величины постоянной составляющей тока, протекающего в проводе, температуры и т. д.
Частотные свойства фильтра зависят от нескольких параметров, в первую очередь от типа материала ФЭ. Для частотного диапазона 0,1–2 МГц используются, как правило, марганец-цинковые ферриты (Mn-Zn) c магнитной проницаемостью µ = 600–20.
000, а для диапазона 1 МГц – 2,45 ГГц — никель-цинковые ферриты (Ni-Zn) с магнитной проницаемостью µ = 15–2000. В процессе производства применяются также различные смеси ферритов.
Помимо частотных характеристик, важнейшим параметром фильтра на основе ФЭ является его полное сопротивление, которым и определяется степень подавления помехи.
Полное сопротивление фильтра на основе ФЭ в значительной степени определяется и типом используемого материала, а также рабочей частотой (рис. 6).
Рис. 6. Зависимость полного сопротивления фильтра на основе ФЭ от типа материала и частоты
Поскольку фильтры на основе ФЭ обладают индуктивностью, емкостью и активным сопротивлением (рис. 7), то оказывается, что частотные характеристики и полное сопротивление фильтра зависят и от геометрических размеров ФЭ, в частности от его длины (рис. 8).
Рис. 7. Схема замещения фильтра на основе ФЭ
Рис. 8. Зависимость полного сопротивления Z фильтра от длины L ферритовых элементов, выполненных из материалов двух типов (43 и 61) компании Fire-Rite Products Corp.
Как можно видеть из рис. 8, фильтры на основе ФЭ большей длины и всегда обладают и большим полным сопротивлением при остальных равных параметрах, что объясняется большим индуктивным сопротивлением фильтров с длинными ФЭ.
Полное сопротивление фильтров на основе ФЭ в значительной степени зависит и от количества витков провода, пропущенного через ФЭ (рис. 9). Как можно видеть из рис. 9, с ростом частоты помехи полное сопротивление фильтра с несколькими витками провода начинает снижаться значительно быстрее, чем фильтра с одним витком, что можно объяснить большей емкостью фильтра с несколькими витками. При дальнейшем увеличении частоты помехи фильтры с несколькими витками провода оказываются уже менее эффективными, чем фильтры с одним витком.
Рис. 9. Типичная зависимость полного сопротивления фильтра от количества витков (обозначены цифрами 1–3), пропущенных через ФЭ
Еще одно, довольно неприятное свойство фильтра на основе ФЭ заключается в наличии зависимости его свойств от величины постоянной составляющей тока, протекающего через него (рис.
10). Это влияние обусловлено изменением магнитных свойств ФЭ при наличии постоянной составляющей в токе.
Рис. 10. Влияние постоянной составляющей в токе фильтра на его характеристики
Наличие индуктивности и емкости в схеме замещения фильтра (рис. 7) обусловливает опасность возникновения резонанса при определенных частотах, когда вместо ослабления сигнала помехи произойдет ее усиление, — что является еще одним неприятным свойством такого фильтра.
Как же правильно выбрать фильтр для эффективной защиты от электромагнитных помех в широком диапазоне частот при наличии такого большого количества факторов, влияющих на его параметры? Непросто. Особенно если учесть отсутствие стандартов, описывающих процедуру измерения параметров таких фильтров, и использование различными производителями разных методик для таких измерений, что делает практически несопоставимыми параметры фильтров, изготовленных различными производителями.
На основе проведенного выше анализа можно рекомендовать следующие основные принципы правильного выбора фильтров с ФЭ:
- Для эффективного подавления помех в максимально широком диапазоне частот необходимо использование по крайней мере трех последовательно установленных на одном проводе (кабеле) фильтров, выполненных из различных материалов, обеспечивающих максимальные значения полного сопротивления фильтров, лежащие в области низких частот (0,1 МГц), средних частот (300–500 МГц) и высоких частот (2–2,45 ГГц).
- Данные производителей могут быть использованы лишь для предварительного отбора фильтров, после которого должно быть проведено испытание эффективности подавления помехи выбранными фильтрами во всем интересующем потребителя диапазоне частот и токов.
Такое испытание может быть реализовано на установке, содержащей высокочастотный генератор, имитирующий сигнал помехи с реальным частотным диапазоном, и приемное устройство, в качестве которого может служить осциллограф, анализатор спектра и даже электронный вольтметр с расширенным частотным диапазоном. Генератор соединяется с входом приемного устройства с помощью кабеля с установленными на нем фильтрами (рис. 11). На основе измерения выходного напряжения генератора в необходимом спектре частот без фильтров и с установленными на кабеле фильтрами можно судить о степени ослабления сигнала фильтрами, подобрать набор фильтров, обеспечивающих необходимое затухание высокочастотного сигнала, убедиться в отсутствии резонанса во всем рабочем диапазоне частот.
Рис. 11. Установка для проверки эффективности фильтров на основе ФЭ
Ферритовый фильтр | это… Что такое Ферритовый фильтр?
Ферритовые фильтры
Цилиндрический съемный ферритовый фильтр
Съемный ферритовый фильтр в форме параллелепипеда
Ферритовый фильтр в виде цилиндра без пластмассового покрытия.
Ферри́товый фильтр — пассивный электрический компонент, использующийся для подавления высокочастотных помех в электрических цепях. Чаще всего имеют форму цилиндров, параллелепипедов. Могут быть съемными с защелками или несъемными литыми. Ферритовые фильтры используются как дополнительные внешние фильтры, как правило, для устройств, имеющих длинные соединительные кабели. Ферритовое кольцо увеличивает индуктивность проходящего через него участка провода в несколько сотен (вплоть до тысяч) раз, что и обеспечивает подавление помех высокой частоты.
[источник не указан 603 дня]
Описание
| В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. |
Ферритовые фильтры используются двумя различными способами, хотя внешне это выглядит одинаково, и часто можно увидеть использование одинаковых марок ферритов:
- Фильтр, установленный на одиночный (одножильный, однофазный) провод. В этом случае, в зависимости от марки феррита и интересуемого частотного диапазона заграждения, он работает как:
- Индуктивность. ВЧ мощность отражается обратно в кабель.
- Поглотитель. ВЧ мощность рассеивается в феррите, что более предпочтительно.
- Смешанный режим.
- Фильтр, установленный на многожильный кабель, такой как кабель передачи данных, шнур питания, или интерфейс: USB, Видео, и др. В таком случае феррит создаёт на данном участке кабеля синфазный трансформатор (англ. balun), который, пропуская противофазные сигналы (несущие полезную информацию), отражает (не пропускает) синфазные помехи. В этом случае не следует использовать поглощающий феррит во избежание нарушения передачи данных, и желательно применение более высокочастотных ферроматериалов.
В таком случае феррит создаёт на данном участке кабеля синфазный трансформатор (англ. balun), который, пропуская противофазные сигналы (несущие полезную информацию), отражает (не пропускает) синфазные помехи. В этом случае не следует использовать поглощающий феррит во избежание нарушения передачи данных, и желательно применение более высокочастотных ферроматериалов.Ферритовый фильтр — один из самых простых и дешёвых типов интерференционных фильтров для установки на уже существующие провода. Для обычного ферритового кольца провод либо продевается через кольцо (образуя одновитковую катушку индуктивности), либо образует многовитковую тороидальную обмотку, что увеличивает индуктивность и, соответственно эффективность помехоподавления. Также используются разборные фильтры на защёлках, которые можно просто надеть на кабель.
Ферритовые фильтры используются как на сигнальных проводах для ослабления внешних помех, так и на проводах питания для уменьшения создаваемых ими помех.
Применение
Раскрытый ферритовый цилиндр надевается на кабель, который необходимо защитить от электромагнитных помех и наводок, примерно в 3 см от наконечника кабеля. Обе ферритовые части смыкаются, после этого замки на пластмассовой оболочке защелкиваются. Для надежности можно оснастить ферритовым цилиндром и другой конец кабеля.
См. также
- Катушка индуктивности
- Катушка Пупина
- Синфазный сигнал
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. |
XPF 20A Проводной шумоподавляющий фильтр — X10.COM
Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить его
Сэкономьте 30%
Артикул: XPF
Блокируйте шумные сильноточные устройства и повышайте надежность сигналов X10 с помощью этого 20-амперного 3-проводного фильтра помех!
20-амперный 3-проводной шумоподавляющий фильтр заблокирует шум, создаваемый вашими крупными приборами.
За счет блокирования шума, создаваемого крупными приборами, такими как холодильники, кондиционеры, гидромассажные ванны и т. д., это проводное устройство обеспечивает передачу сигналов X10 по линии электропередач с минимальными помехами.
Предлагает простую 3-проводную установку и идеально подходит для блокировки сильноточных устройств, работающих на 20 ампер. Он также помогает противостоять поглощению сигналов X10 такими нагрузками, как светодиодные светильники, компьютеры и телевизоры/мониторы, крупная бытовая техника, двигатели и т. д.
Технические характеристики
X10 Номер продукта: XPF
Что включено: (1) 20-амперный 3-проводной фильтр помех
Размеры: 1 5/8″ Г x 3″ Ш x 5 1/8″ L
Установка: 3 провода
Номинальная мощность: 20 А
Загрузки: Руководство по продукту
Страна
Соединенные ШтатыКанада —КанадаМексикаСоединенные Штаты
Почтовый индекс
Все заказы, приобретенные на X10.
com, могут быть возвращены в течение 30 дней с полным возвратом средств. Чтобы вернуть или обменять (в соответствии с описанными ниже условиями гарантии) весь заказ или его часть, вы должны связаться с нами, чтобы получить номер разрешения на возврат товара (RMA#). Напишите нам по адресу [email protected] , чтобы получить RMA# от представителя. Для заказов, приобретенных у реселлера, отличного от X10.com, мы просим вас обращаться непосредственно к продавцу по всем гарантийным претензиям, возврату или обмену в соответствии с гарантией. рекомендации, описанные ниже. Все возвращаемые товары должны быть в оригинальной упаковке, включая руководства, аксессуары, кабели и т. д., с разрешением RMA#, четко напечатанным на внешней стороне упаковки. Запросы на возврат должны быть сделаны, и продукт должен быть получен на нашем складе в течение 30 дней с даты RMA. Любые расходы по доставке и/или обработке первоначального заказа не могут быть возмещены. За любой возвращенный недефектный товар взимается комиссия в размере 15% за пополнение запасов.
X10.com не несет ответственности за стоимость доставки или повреждение возвращенных товаров. Возвращаемые устройства должны быть тщательно упакованы. Любой товар, который не упакован во внешнюю транспортную коробку, будет отклонен, и кредит не будет выдан. Обратите внимание, что посылки, отправленные обычной почтовой службой США, не могут быть отслежены для обеспечения доставки. Поскольку X10.com не может предоставить кредит для возврата без подтверждения его получения, мы рекомендуем вам использовать службу доставки, которую можно отследить или застраховать. Все возвращаемые товары должны быть в оригинальной упаковке, включая руководства, аксессуары, кабели и т. д. с номер разрешения на возврат (RMA#), четко напечатанный на внешней стороне упаковки.
Шумовой фильтр (однофазный, стандартный/проводной) | MISUMI
(!) В связи с прекращением Microsoft поддержки Internet Explorer 11 15 июня 2022 г. этот сайт не поддерживает рекомендуемую среду.
- МИСУМИ Главная>
- Электрика и управление>
- Мощность>
- Шумоподавляющий фильтр/защита от перенапряжения>
- Шумовые фильтры>
- Шумовой фильтр (однофазный, стандартный/проводной)
Нажмите на это изображение, чтобы увеличить его.
Наведите указатель мыши на изображение для увеличения
- Скидка за объем
MISUMI
MISUMI
Защита от шума однофазной линии электропередач, компактная модель
- UL
- CSA
● Компактная универсальная модель с током 1–3 А
● Проводная модель с простым подключением
∙ Фильтр помех нельзя использовать между инвертором общего назначения и двигателем.
∙ При выборе прерывателей утечки выберите ток утечки фильтра, обращая внимание на шум.
Технические характеристики
| ENF-RSEL-2001W | Однофазный | 1А | Проводной тип (прямой монтаж) |
| ENF-RSEL-2002W | 2А | ||
| ENF-RSEL-2003W | 3А |
Дополнительная информация
Технические характеристики
| ENF-RSEL-2001W | ENF-RSEL-2002W | ENF-RSEL-2003W |
| РСЭЛ-2001W | РСЭЛ-2002В | РСЭЛ-2003В |
| Однофазный | ||
| 250 В | ||
| 1А | 2А | 3А |
2500 В перем. тока / 1-минутный интервал при 20 °C и относительной влажности 65 %: между линией и землей | ||
| 100 МОм мин. 500 В постоянного тока при 20°C, относительной влажности 65 %: между линией и землей | ||
| 1,0 мА макс. | ||
| 600 мОм макс. | 250 мОм макс. | 150 мОм макс. |
| 0,3 ~ 10 МГц | 0,5 ~ 10 МГц | 0,5 ~ 10 МГц |
| 0,5 ~ 30 МГц | 0,5 ~ 30 МГц | 0,5 ~ 30 МГц |
| Температура: -25 ~ +85 °C, относительная влажность 15 ~ 85 % (без конденсата) | ||
| UL1283, CSA C22.2 № 8, EN60939 | ||
| 58 г | 61г | 61г |
| Part Number |
|---|
| ENF-RSEL-2001W |
| ENF-RSEL-2002W |
| ENF-RSEL-2003W |
| Part Number | Minimum order quantity | Скидка за объем | Количество дней до отгрузки | Номинальный ток (A) |
|---|---|---|---|---|
1 шт.  |