Qu’est-ce qu’un noyau de ferrite ?
Un noyau de ferrite est un matériau magnétique céramique composé principalement de fer et traité en fonction de l’utilisation.
L’utilisation de la ferrite comme noyau magnétique bloque les courants à haute fréquence. Elle est donc efficace comme suppresseur de bruit. Les ferrites sont divisées en différents systèmes en fonction de leur composition, les ferrites Ni-Zn sont principalement utilisées pour la suppression du bruit.
En effet, le système Ni-Zn ne nécessite aucun traitement d’isolation et présente d’excellentes caractéristiques à haute fréquence. Le bruit peut être éliminé en faisant passer le câble dans un noyau de ferrite en forme d’anneau.
Utilisations des noyaux de ferrite
Les noyaux de ferrite sont utilisés pour l’élimination du bruit dans les équipements électroniques. L’effet réducteur de bruit des noyaux de ferrite ne se limite pas au bruit entrant dans le câble depuis l’extérieur, mais peut également éliminer le bruit généré par le côté du câble.
Les noyaux de ferrite sont des composants de suppression du bruit simples et peu coûteux et se caractérisent par leur facilité de manipulation. Par conséquent, la suppression du bruit peut être effectuée sans qu’il soit nécessaire de modifier la conception des cartes ou des circuits. Ils peuvent donc être utilisés comme méthode expérimentale avant que les spécifications finales ne soient arrêtées, ou comme mesure d’urgence de suppression du bruit.
Principe des noyaux de ferrite
Les noyaux de ferrite peuvent éliminer le bruit selon deux grands principes : tout d’abord, ils agissent comme un filtre pour couper les hautes fréquences et éliminer le bruit causé par les courants à haute fréquence.
Lorsque l’électricité passe par le trou du noyau de ferrite, le câble devient un inducteur et l’impédance du câble change en fonction de la magnétisation du noyau de ferrite. L’impédance augmente alors dans la bande des hautes fréquences. Cela atténue les courants à haute fréquence qui sont des composantes du bruit.
Deuxièmement, les pertes par hystérésis permettent de dissiper les courants de bruit sous forme d’énergie thermique. Lorsqu’un inducteur est formé d’un noyau de ferrite et qu’il est traversé par un courant alternatif, le champ magnétique généré fluctue en direction et en amplitude dans le temps avec une certaine périodicité.
L’aimantation du noyau de ferrite au cours d’un cycle est appelée boucle d’hystérésis, et la perte d’énergie qui se produit au cours de ce processus est appelée perte d’hystérésis.
Comment choisir un noyau de ferrite
Lors de la sélection d’un noyau de ferrite, il est important de garder à l’esprit les éléments suivants !
1. Lors de la réduction du bruit dans la bande des hautes fréquences au-dessus de 150 MHz, comme guide
- Choisir un noyau de ferrite dont le diamètre intérieur correspond à celui du câble et dont le diamètre extérieur est le plus grand possible et le plus long possible.
- Utiliser le câble sans le tourner.
- De bonnes caractéristiques d’impédance sont obtenues grâce au facteur de forme du noyau de ferrite
2. Lorsqu’il est utilisé pour réduire le bruit dans des gammes de fréquences inférieures à 150 MHz ou pour supprimer le bruit des câbles dans les équipements.
- Choisir un type avec un grand diamètre intérieur et une courte longueur de noyau de ferrite.
- Utiliser avec des spires dans le câble.
- Acquérir de bonnes caractéristiques d’impédance en fonction du nombre de spires.
Autres informations sur les noyaux de ferrite
1. Matériau du noyau de ferrite
Les matériaux magnétiques doux, appelés ferrites douces, sont utilisés dans les noyaux de ferrite. Les oxydes de métaux de transition tels que le nickel, le fer, le zinc et le cuivre sont les principales matières premières. La composition de la ferrite douce permet de faire varier la perméabilité magnétique : l’impédance peut être réglée en fonction de la proportion de la matière première principale.
L’impédance a deux composantes, à savoir la réactance et la résistance. Dans les noyaux de ferrite pour la réjection du bruit, la composition du matériau contient une grande quantité de composante de résistance. Par conséquent, la réjection du bruit est plus efficace pour dissiper l’énergie du courant de bruit sous forme de chaleur en raison des pertes par hystérésis, par rapport à l’effet d’un filtre qui coupe les hautes fréquences.
2. Performances des noyaux de ferrite en matière de réjection du bruit
La performance de réjection du bruit d’un noyau de ferrite est évaluée par son impédance. L’impédance est déterminée par les propriétés du matériau, le facteur de forme et le nombre de spires.
Les propriétés du matériau sont déterminées par la composition de la ferrite molle. Le facteur de forme est la surface de la section transversale du noyau de ferrite divisée par la longueur moyenne du trajet magnétique. Par conséquent, les noyaux de ferrite ayant une grande surface de section et un petit diamètre intérieur sont généralement plus performants. Pour augmenter la réjection du bruit, il est également efficace d’enrouler plusieurs fois le câble autour du noyau de ferrite.
Toutefois, lorsqu’un conducteur est enroulé plusieurs fois, le début et la fin de l’enroulement sont proches l’un de l’autre. Cela crée une capacité parasite entre eux. Cette capacité parasite réduit l’efficacité de la contre-mesure contre les composants à haute fréquence. Il est donc nécessaire d’enrouler le câble tout en gardant un œil sur la bande de fréquence pour laquelle la réduction du bruit est souhaitée.