Ferritas de anilla
(120)Las ferritas de anillo pertenecen a la familia de los filtros de ferrita, también conocidos como núcleos de ferrita. Estos filtros pueden venir en varios tamaños y formas, incluyendo en forma de cilindros con una abertura a lo largo de su eje de rotación o los anillos que acabamos de mencionar. A menudo se encuentran en los extremos de varios tipos de hilos y cables, por ejemplo, ratones de computadora, fuentes de alimentación conmutadas o cables USB, a veces incluso en ambos lados, cerca de los enchufes y, por lo tanto, también cerca de la entrada y salida "a". y "desde" un dispositivo específico.
El principio de funcionamiento de las ferritas de anillo.
Los filtros de ferrita, en el sentido más simple, se utilizan para suprimir el ruido de alta frecuencia en ambas direcciones. Su funcionamiento casi no difiere de los estranguladores o inductores de uso común. En sus aplicaciones, las ferritas se caracterizan principalmente por la impedancia, pero indirectamente pueden introducir algún tipo de capacitancia y resistencia en el sistema. Aplicados en el caso de los conductores de CA y CC, actúan como un filtro de paso bajo, suprimiendo las perturbaciones de mayor frecuencia y básicamente disipando su energía a través de la conversión en energía térmica, que luego se devuelve al medio ambiente. Estas interferencias pueden ser el resultado, por ejemplo, de la influencia electromagnética de otro dispositivo o un sistema electrónico ubicado cerca de la señal de salida. Una situación típica como esta es para fuentes de alimentación de modo conmutado, que está asociado con la especificidad de su funcionamiento y la conmutación de corrientes con alta frecuencia. Estas perturbaciones se denominan perturbaciones electromagnéticas, denominadas Ruido EMI (interferencia electromagnética) o RFI (interferencia de radiofrecuencia). La corriente que circula por el conductor, según la ley de Ampère, crea un campo magnético a su alrededor. En caso de perturbación de corriente, este campo no es constante y fluctúa, lo que luego interactúa con el filtro de ferrita. Esto, a su vez, suprime las perturbaciones de la señal eléctrica que surgen en un conductor determinado.
En términos simples, a medida que aumenta la frecuencia de la perturbación, aumenta la impedancia del conductor en el que se monta el núcleo de ferrita. Sin embargo, esto es sólo una verdad a medias. Las ferritas tienen características de frecuencia que muestran los valores de impedancia más altos de las frecuencias de voltaje oscilante. Después de superar un cierto valor de frecuencia, su impedancia comienza a disminuir nuevamente. A la hora de seleccionar la ferrita de anillo adecuada, es de suma importancia elegir aquella con los valores de impedancia más altos para las perturbaciones que se produzcan en nuestro sistema. Para encontrarlos y, al mismo tiempo, elegir el filtro adecuado, se pueden realizar experimentos e investigaciones, por ejemplo, aplicando análisis de frecuencia, también conocido como análisis espectral.
Selección de ferritas de anillo – ¿A qué debe prestar atención?
A la hora de diseñar el sistema electrónico en el que queremos utilizar ferrita de anillo, es necesario tener en cuenta que esta se calienta. Por lo tanto, es necesario proporcionar una refrigeración pasiva o activa adecuada con el uso de circulación de aire forzada, por ejemplo, mediante un ventilador. Un alto valor de corriente y una interferencia de alta frecuencia no solo provocarán la emisión de una cantidad significativa de calor, sino que también pueden provocar la saturación del núcleo de ferrita, es decir, una disminución de su inductancia hasta en un 90 %.
Aplicación de ferritas de anillo
Los núcleos de ferrita son una forma simple y económica de aplicar la filtración de paso bajo a una infraestructura de cable ya existente, por ejemplo, creando un estrangulador o, en otras palabras, un inductor. En el caso de ferritas de anillo, basta con enrollar el conductor varias veces, normalmente de 5 a 7, por el centro alrededor del anillo para garantizar una filtración adecuada contra interferencias de alta frecuencia.
Las ferritas de anillo se pueden encontrar en el cableado externo, pero los filtros de ferrita también se encuentran a menudo dentro de varios dispositivos, por ejemplo, en forma de perlas de ferrita o estranguladores, como filtros para la alimentación entrante, pero también para filtrar señales directamente en PCB, cerca de transistores, microprocesadores y otros circuitos integrados, así como conectores.
El uso de filtros de ferrita también resulta útil en el caso de dispositivos que emiten energía de radiofrecuencia, ya que en este caso el cable puede comportarse como una antena, por lo que la señal que transmite se verá perturbada. Este fenómeno puede provocar un comportamiento inesperado de los dispositivos alimentados. El mismo fenómeno también puede ocurrir con los cables de señal, que pueden causar distorsiones en la comunicación entre circuitos integrados.
A la hora de seleccionar la ferrita de anillo adecuada, se debe prestar atención a varios factores, según la aplicación específica, las corrientes que circulan por el conductor, así como el espacio del que dispongamos, por ejemplo, en la carcasa de un dispositivo determinado. Se pueden tener en cuenta las dimensiones del filtro, incluido el orificio interno, que debe permitir pasar varias veces por su centro un cable de un diámetro determinado, el material del núcleo, que se traducirá en sus características de frecuencia y factor de inductancia. Antes de elegir un núcleo de ferrita en concreto, también merece la pena familiarizarse con su detallada documentación técnica proporcionada por el fabricante, que contendrá toda la información más importante, junto con las mencionadas características.
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