Inductores De Perlas De Ferrita - Para Que Sirve, Fundamentos Y Sus Componentes

Los inductores de perlas de ferrita se utilizan en muchas áreas de los equipos electrónicos como una forma simple pero efectiva de filtro. Usando la ferrita como base, estos inductores son simples de hacer usando una cuenta, o de bajo costo si se compran. Los inductores de perlas de ferrita forman filtros muy eficaces para aplicaciones tales como la reducción de la interferencia electromagnética debido a las propiedades de la ferrita que se utiliza dentro del inductor.

Fundamentos del inductor de perlas de ferrita

Las ferritas proporcionan un excelente material de base para un inductor de perlas. A bajas frecuencias los inductores de perlas de ferrita actúan como un inductor normal. Las ferritas tienen una alta permeabilidad y como resultado son excelentes inductores de alta densidad.

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Además las ferritas son altamente resistentes como los núcleos que incluyen hierro donde fluyen las corrientes de remolino causando pérdidas. Las ferritas tienen una alta resistividad y, por lo tanto, el inductor es capaz de pasar señales hasta frecuencias relativamente altas (dependiendo de la ferrita que se esté utilizando), de modo que sólo la reactancia inductiva afecta al circuito y no las pérdidas inducidas por las corrientes de Foucault resistivas.

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Sin embargo, a medida que las frecuencias aumentan, las pérdidas por corrientes de Foucault aumentan. A su vez, esto significa que las pérdidas resistivas aumentan por encima de las frecuencias de 10 a 100 MHz dependientes de la ferrita en cuestión.

El hecho de que las pérdidas resistivas se eleven por encima de una determinada frecuencia hace que estos inductores de perlas de ferrita sean ideales para aplicaciones como el filtrado EMI. El hecho de que las señales de alta frecuencia puedan disiparse como pérdidas resistivas significa que no se reflejan de nuevo en el sistema, donde pueden encontrar otras rutas de radiación o conducción. Se disipan en forma de calor en lugar de circular por el sistema.

Aún más alta en frecuencia, la autocapacidad del inductor toma el control y la reactancia capacitiva domina. Por lo tanto, en frecuencias superiores a 500 MHz más o menos, hay que tener cuidado de asegurar que el inductor no sea de naturaleza capacitiva, ya que esto permitirá que las señales pasen por alto la naturaleza con pérdidas del inductor de las perlas de ferrita.

Incluso en el caso de las ferritas de más alta frecuencia, se pueden esperar cifras de pérdidas de inserción típicas de no más de 10dB en frecuencias de 2 GHz y más, aunque esto es en gran medida una regla empírica.

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Usando los inductores de perlas de ferrita

Los inductores de perlas de ferrita son particularmente útiles en muchas aplicaciones de RF. Sin embargo, para sacar el máximo provecho de ellos es necesario comprender algunas de sus limitaciones, así como la forma de asegurar que se maximice el beneficio de sus ventajas. A continuación se incluyen algunas indicaciones:

• Frecuencias correctas: Por regla general, las perlas de ferrita sólo son resistentes a lo largo de una década de frecuencia. Por consiguiente, es necesario elegir la ferrita para la frecuencia en la que se requiere la absorción resistiva.
• Cuidado con las resonancias: Como cualquier otro inductor, una ferrita puede formar parte de un circuito resonante. Hay que tener cuidado al combinar las perlas de ferrita con otros componentes que también son reactivos en las regiones inductivas o capacitivas. A bajas frecuencias donde X >> R, un inductor de perlas de ferrita tiene un alto Q.

Una de las ventajas de las perlas de ferrita es que son particularmente fáciles de instalar. Se puede insertar un solo componente en el equipo, o se puede colocar una perla de ferrita sobre un cable para proporcionar filtrado. Esto hace que sean muy atractivas para su uso cuando se encuentran problemas con el equipo que está en servicio o que ha sido diseñado, así como para incorporarlas en los diseños en las primeras etapas.

Componentes de los inductores de las perlas de ferrita

Las cuentas de ferrita se pueden obtener o hacer en una variedad de formas.

*Cuentas de ferrita: Es posible obtener cuentas de ferrita pequeñas y grandes. El alambre que requiere filtrado puede simplemente enrollarse alrededor de la cuenta, pasando el alambre a través del núcleo un número de veces, a menudo sólo se requieren dos o tres vueltas, aunque en algunas ocasiones el alambre simplemente se pasa a través de él. Las pequeñas perlas de ferrita pueden incluso deslizarse sobre los cables de los componentes para suprimir la oscilación parasitaria; por ejemplo, pueden deslizarse sobre la base de un transistor utilizado como seguidor del emisor para suprimir posibles inestabilidades allí.

-Cuando la corriente fluye en el plomo para el inductor de la perla de ferrita, se genera un flujo magnético dentro de la perla. Como resultado, la perla de ferrita funciona como un inductor.

*Inductores de perlas de ferrita MSMD: Hay una gran variedad de inductores de perlas de ferrita de montaje superficial disponibles como componentes listos para usar con un rendimiento específico. Estos pueden ser elegidos de acuerdo al rendimiento requerido y fácilmente agregados a un nuevo diseño.

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-El SMD o los inductores de cuentas de ferrita se hacen incorporando los inductores de cuentas de ferrita en un formato SMD. La bobina se construye entre las capas de ferrita y las bobinas incorporadas entre las capas. La cuenta de ferrita de chip SMD tridimensional total se hace entonces por un proceso de integración y cocción. La estructura utilizada para estos inductores SMD de perlas de ferrita es esencialmente la misma que la utilizada para los inductores de chip monolíticos más ampliamente utilizados. La diferencia radica en el hecho de que el material de ferrita utilizado se elige para suprimir el ruido

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-Al fabricar la estructura de la bobina dentro del conjunto general del inductor de perlas de ferrita SMD, es posible lograr una impedancia mucho mayor que la de los inductores de perlas de ferrita con plomo más tradicionales. A menudo estos simplemente tienen un solo cable que pasa a través de ellos y por lo tanto la inductancia y el efecto de la ferrita es mucho menor.

*Sujetar los núcleos de ferrita: Cuando no es posible envolver un alambre alrededor de la ferrita, es posible obtener núcleos con pinza que pueden ser fácilmente fijados al cable que necesita ser filtrado. El enfoque de pinza se utiliza cuando los conectores del cable impiden que se utilice un núcleo o perla completa. Aunque el cable no está enrollado alrededor del núcleo, es capaz de aumentar la autoinducción del alambre o cable lo suficiente como para tener el efecto de absorber la energía del ruido que viaja a lo largo del alambre o cable A menudo los cables de monitorización de computadoras y otros cables utilizan este enfoque.

Cuando se usan al máximo, las perlas de ferrita forman una forma particularmente efectiva de inductor y filtro para señales no deseadas. Pueden ser particularmente efectivas en su región resistiva, donde absorben las señales en lugar de reflejarlas en el circuito donde pueden causar problemas en otros lugares. Además, son un componente de bajo costo que puede añadirse fácilmente a un circuito.

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