Skip to content
RFrftools.io
EMC

페라이트 비드 필터 계산기

페라이트 비드 필터 효과, 주파수에서의 임피던스 및 EMI 억제를 위한 삽입 손실을 계산합니다.

Loading calculator...

공식

IL=20×log10(1+Zbead/RL),Zbead≈Z100MHz×(f/100MHz)0.5IL = 20×log₁₀(1 + Z_bead/R_L), Z_bead ≈ Z_100MHz × (f/100MHz)^0.5
IL— 삽입 손실 (dB)
Z_bead— 주파수에서의 비드 임피던스 (Ω)
R_L— 부하 임피던스 (Ω)
Z_100— 100MHz에서의 비드 임피던스 (Ω)

작동 방식

페라이트 비드 계산기는 CISPR 32 전도 방출 규정 준수, USB/HDMI EMC 필터링 및 스위칭 레귤레이터 노이즈 감소에 필수적인 전력 및 신호선의 EMI 억제를 위한 삽입 손실을 계산합니다.EMC 엔지니어들은 이를 사용하여 전력 효율성을 위해 낮은 DC 저항 (1옴 미만) 을 유지하면서 문제 주파수 (일반적으로 30-300MHz) 에서 10-30dB 감쇠를 달성합니다.

Murata 및 TDK 애플리케이션 노트에 따르면 페라이트 비드는 주파수 종속 손실 임피던스를 제공합니다. Z = R (f) + Jx (f).에너지를 저장하고 방출하는 인덕터와 달리 페라이트 비드는 자기 히스테리시스 손실을 통해 소음을 열로 분산시킵니다.페라이트의 특성 주파수 (일반적으로 전력선 비드의 경우 100MHz, 고속 신호 비드의 경우 1GHz) 에서 임피던스 피크는 재료 투과도가 떨어지면 감소합니다.

삽입 손실 IL = 20 x log10 (1 + Z_비드/Z_로드) dB입니다.50옴 시스템의 100옴 비드는 IL = 20 x log10 (1 + 100/50) = 9.5dB를 제공합니다.CISPR 25 (자동차 EMC) 에 따르면 특정 주파수에서 전도 방출을 6-20dB까지 억제해야 하므로 문제 주파수에서의 임피던스가 회로 임피던스의 2~10배인 전략적 비드를 선택해야 합니다.

DC 저항 (DCR) 은 전압 강하와 전력 손실을 야기합니다. P = I^2 x DCR.2A에서 0.5옴 비드를 사용하면 1V가 떨어지고 2W가 소산됩니다. 이는 3.3V 레일에서는 사용할 수 없습니다.고전류 애플리케이션에는 포화 상태가 아닌 최대 부하 전류에 대해 정격인 저 DCR 비드 (<100mohm) 가 필요합니다.Murata에 따르면 정격 DC 전류에서는 부분 포화로 인해 비드 임피던스가 30-50% 떨어집니다.

계산 예제

문제: 5V/1A 전력선에서 150MHz EMI를 억제하려면 페라이트 비드를 선택하십시오.CISPR 22 사전 규정을 준수하면 방출량이 제한값보다 8dB 높은 것으로 나타났습니다.부하 임피던스는 약 50옴입니다.

무라타 선택 가이드에 따른 솔루션: 1.필수 감쇠량: 150MHz에서 8dB+ 6dB 마진 = 14dB 2.IL = 20 x log10 (1 + Z/50) = 14 데시벨, 해결: Z/50 = 10^0.7 - 1 = 4, Z = 150MHz에서 200옴 3.< 200 mohm, I_rated >무라타/TDK 카탈로그에서 다음을 검색하십시오. 100MHz에서 Z > 200옴, DCR 1A 4.선택: BLM18PG221SN1 (100메가헤르츠 기준 220옴, 80옴 DCR, 3A 등급, 0603 패키지) 5.확인: 150MHz에서 임피던스는 약 180옴 (체크 커브), IL = 20 x log10 (1 + 180/50) = 13.2dB 6.직류 영향: 전압 강하 = 1A x 0.08옴 = 80mV (5V의 1.6% — 허용 가능) 7.전력 손실: 1^2 x 0.08 = 80 밀리와트 (0603 열 등급에 적합)

결과: BLM18PG221 은 DC에 미치는 영향을 최소화하면서 13dB 감쇠를 제공합니다.14dB가 필요한 경우 두 번째 비드를 추가하십시오.

실용적인 팁

  • ✓10-14dB 감쇠를 위해 비드 임피던스를 2-5x 회로 임피던스와 일치시키십시오. 비율이 높을수록 IL 공식당 수익률이 감소합니다.50옴 시스템의 경우 100-250옴 비드를 사용하십시오.
  • ✓페라이트 비드를 노이즈 소스 가까이 (IC 전원 핀 또는 커넥터에서 10mm 이내) 배치하십시오. Johnson/Graham에 따라 비드와 소스 사이의 리드 인덕턴스를 통해 노이즈가 필터를 우회할 수 있습니다.
  • ✓USB/HDMI 신호 라인의 경우: 낮은 커패시턴스 비드 (<2pF) 를 사용하여 신호 저하를 방지하십시오. 커패시턴스가 높으면 USB-IF 지침에 따라 멀티 기가비트 속도로 임피던스 불일치와 아이 클로저가 발생합니다.

흔한 실수

  • ✗문제가 30MHz 또는 500MHz일 때 100MHz에서 임피던스별로 비드를 선택합니다. 페라이트 임피던스는 주파수 대역에 따라 10배 달라집니다.특정 문제 주파수에서 제조업체의 임피던스와 주파수 곡선을 항상 확인하십시오.
  • ✗DC 부하 전류에서의 포화 상태 무시 — Murata 데이터에 따르면 정격 전류에서 비드 임피던스가 30-50% 떨어집니다.3A 회로의 경우 지정된 임피던스를 유지하려면 비드 정격 >4A를 선택하십시오.
  • ✗여러 개의 중간 비드 대신 단일 하이 임피던스 비드를 사용하면 자체 공진 및 기생 커패시턴스가 단일 비드 성능을 300MHz 이상으로 제한합니다.직렬로 연결된 두 개의 100옴 비드가 TDK 애플리케이션 노트당 220옴 비드 1개보다 성능이 뛰어난 경우가 많습니다.

자주 묻는 질문

Murata 선택 가이드에 따르면: (1) EMC 스캔에서 문제 주파수 식별, (2) 필요한 감쇠량 결정 (방출 수준 - 한계 + 6dB 마진), (3) IL 공식에서 필요한 임피던스 계산, (4) 문제 주파수에서 Z > 필요, 전압 강하에 적합한 DCR, I_Rated > 1.3x 부하 전류의 비드를 선택합니다.임피던스 곡선이 해당 주파수 범위를 포괄하는지 확인하십시오.
예 — 파워 페라이트 비드의 등급은 1-10A, DCR 최저 5-20mohm입니다.TDK BLM 시리즈에 따르면 2512 패키지는 30옴 DCR에서 6A를 처리합니다.주요 제약 조건은 포화입니다. 정격 전류에서는 임피던스가 30-50% 떨어집니다.5A 부하의 경우 7A 정격 비드를 선택하십시오.고전류 비드는 열 방출을 위한 코어 부피가 더 큽니다.
유효 범위는 일반적으로 1MHz ~ 1GHz입니다.1MHz 미만에서는 페라이트 임피던스가 너무 낮아 (<10ohm) 의미 있는 감쇠를 할 수 없습니다. LC 필터를 사용하십시오.1GHz 이상에서는 투과율이 떨어지고 기생 커패시턴스가 발생하여 바이패스 경로가 생성됩니다.무라타 데이터에 따르면 표준 비드는 100-300MHz에서 피크가 발생하고 GHz 범위 비드 (페라이트 구성이 다름) 는 500MHz-2GHz에서 피크가 발생합니다.
인덕터는 에너지를 저장하고 방출하는 저손실 반응성 부품 (Q > 20) 으로 필터링 및 에너지 저장에 사용됩니다.페라이트 비드는 의도적으로 손실이 많기 때문에 (목표 주파수에서 Q < 1) 노이즈를 반사하지 않고 열로 분산시킵니다.페라이트 비드는 의도적으로 손실이 발생합니다 (50MHz 이상의 Q X).전력 변환에는 인덕터를 사용하고 EMI 억제에는 비드를 사용하십시오.
IL = 20 x log10 (1 + Z_비드/Z_로드) dB.예: 100옴 비드, 25옴 부하: IL = 20 x log10 (1 + 100/25) = 20 x log10 (5) = 14dB.최대 IL의 경우 DCR 및 채도 요구 사항을 충족하는 가장 높은 Z_bead를 사용하십시오.참고: 공식은 저항 부하를 가정하며, 무효 부하에는 복잡한 임피던스 분석이 필요합니다.

Shop Components

As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.

Copper Foil Tape

Copper foil tape for EMI shielding and grounding

Amazon →

Ferrite Bead Kit

SMD ferrite bead assortment for suppressing high-frequency noise

Amazon →

관련 계산기

EMC

RF 쉴딩

전도성 인클로저의 전자기 차폐 효과 계산

Signal

필터 디자이너

패시브 RC 및 LC 버터워스 저역통과, 고역통과 및 대역통과 필터를 설계합니다.필터 차수 1~4에 대한 성분값 (C, L), 시상수 및 감쇠량을 계산합니다.

RF

마이크로스트립 임피던스

해머스타드-젠슨 방정식을 사용하여 마이크로스트립 전송선 임피던스를 계산합니다.PCB 트레이스 설계를 위한 Z, 유효 유전상수, 전파 지연을 구하십시오.

EMC

LC 이엠아이 필터

전도 방출 억제를 위한 LC 저역 통과 EMI 필터를 설계하여 정지 대역에서의 인덕턴스, 커패시턴스, 필터 차수 및 감쇠량을 계산할 수 있습니다.