Comprendre le noyau d'étranglement en mode commun: fonction, types et applications

Dans le monde d'aujourd'hui d'électronique à grande vitesse et de circuits sensibles, l'interférence électromagnétique (EMI) pose un défi important. L'un des outils les plus efficaces pour atténuer cette interférence est le noyau d'étranglement de mode commun - un composant passif largement utilisé à travers les alimentations, les systèmes de communication et les équipements industriels.

Un noyau d'étranglement en mode commun, souvent simplement appelé noyau d'étranglement, est un composant magnétique conçu pour supprimer le bruit en mode commun dans les circuits électriques. Il se compose généralement de deux enroulements ou plus enroulés autour d'un noyau magnétique fabriqué à partir de matériaux comme la ferrite ou le fer en poudre. Ces enroulements sont enroulés de telle manière qu'ils annulent les signaux différentiels tout en résistant à l'écoulement des courants en mode commun.

Le terme étrangler en mode commun fait référence à sa fonction: il "s'étouffe" ou bloque un bruit à haute fréquence indésirable qui apparaît simultanément sur deux conducteurs ou plus par rapport au sol.

Comment fonctionne un noyau d'étranglement de mode commun?

Lorsque le courant alternatif traverse les enroulements d'un noyau d'étranglement, il génère un champ magnétique. En fonctionnement normal (mode différentiel), le courant circule dans des directions opposées dans chaque enroulement, ce qui fait que leurs champs magnétiques s'annulent. En conséquence, le starter offre une impédance minimale au signal ou au courant de puissance souhaité.

Cependant, lors d'un événement en mode commun, où le bruit apparaît également sur les deux lignes par rapport au sol, les champs magnétiques se renforcent mutuellement. Cela crée une grande impédance qui atténue le bruit sans affecter le signal principal ou la transmission de puissance.

Cette configuration à double vide permet au starter de mode commun de filtrer efficacement les interférences EMI et Radio Fréquence (RFI), ce qui le rend indispensable dans la conception électronique moderne.

Matériaux utilisés dans les noyaux d'étranglement en mode commun

Les performances d'un noyau d'étranglement dépend fortement du matériau magnétique utilisé. Certains des matériaux les plus couramment utilisés comprennent:

CORE DE FERRITE: Connu pour une perméabilité élevée et des pertes faibles à des fréquences élevées, celles-ci sont idéales pour les applications impliquant la suppression de l'EMI dans les alimentations de commutation.
Corers en fer en poudre: ceux-ci offrent de bonnes caractéristiques de saturation et sont souvent utilisés dans des applications à faible fréquence.
Matériaux amorphes et nanocristallins: ces matériaux avancés offrent des performances supérieures dans des environnements à haute fréquence et à courant élevé.

Chaque type de noyau a des propriétés uniques qui le rendent adapté à des cas d'utilisation spécifiques, de l'électronique grand public aux systèmes aérospatiaux.

Applications clés de Noyaux d'étranglement en mode commun

Les obstacles en mode commun sont utilisés dans un large éventail d'applications en raison de leur efficacité dans le filtrage du bruit indésirable. Certains des principaux domaines comprennent:

Alimentation électrique: Dans les convertisseurs AC / DC et DC / DC, les noyaux d'étranglement aident à réduire les émissions conduites, assurant le respect des normes réglementaires.
Interfaces de communication: les interfaces Ethernet, USB et HDMI intègrent souvent des noyaux d'étranglement pour empêcher la corruption des données causée par l'EMI.
Automatisation industrielle: Dans les paramètres d'usine, les carottes d'étranglement protègent les systèmes de contrôle sensible contre le bruit électrique généré par les moteurs et les relais.
Électronique automobile: les véhicules modernes s'appuient sur les noyaux d'étranglement pour assurer un fonctionnement fiable de l'électronique embarquée au milieu de niveaux élevés d'activité électromagnétique.

Ces composants jouent un rôle essentiel dans le maintien de l'intégrité du signal et de la compatibilité électromagnétique (EMC) dans des systèmes électroniques complexes.

Considérations de conception

Lors de la sélection ou de la conception d'un noyau d'étranglement en mode commun, plusieurs facteurs doivent être pris en compte:

Valeur d'inductance: une inductance plus élevée offre une meilleure suppression du bruit mais peut également augmenter les coûts et la taille.
Évaluation de courant: le noyau doit gérer le courant de fonctionnement requis sans saturer.
Plage de fréquences: différentes applications nécessitent une suppression sur différentes bandes de fréquences.
Caractéristiques d'impédance: L'impédance devrait correspondre aux exigences du système pour assurer un rejet de bruit optimal.

Les ingénieurs doivent évaluer attentivement ces paramètres pour choisir le bon noyau d'étranglement pour leur application.