توضیحات

فریت بید چیست؟

فریت بید(ferrite bead) یک المان الکترونیکی پسیو است که از فریت که نوعی ماده سرامیکی که خواص مغناطیسی از خود نشان می‌دهد، ساخته شده است. فریت‌ها عمدتاً از اکسید آهن مخلوط شده با سایر عناصر فلزی مانند منگنز، نیکل یا روی تشکیل شده‌اند. این ماده، از نفوذپذیری مغناطیسی بالایی برخوردار است که باعث می‌شود در جذب تداخل الکترومغناطیسی (EMI) موثر باشد.

فریت بید معمولاً به شکل استوانه‌ای یا مهره مانند است و در اندازه‌های متفاوت وجود دارد. این قطعه اغلب به صورت سری با خطوط سیگنال یا برق و جهت حذف نویز فرکانس بالا و تبدیل آن به گرما در مدار قرار می‌گیرد و از انتشار این نویزها در مدار جلوگیری می‌کند.

نحوه عملکرد فریت بید

عملکرد فریت بید در مدار، مشابه فیلتر پایین گذر است. به این معنا که فریت بید به سیگنال‌های فرکانس پایین، اجازه عبور می‌دهد و نویزهای فرکانس بالا را کاهش می‌دهد. دلیل این قابلیت مهم، در امپدانس فریت بید می‌باشد که مقاومت آن در فرکانس‌های بالا بزرگ‌تر می‌شود.

از نظر عملی هنگامی که یک سیگنال نویز فرکانس بالا از یک هادی عبور می‌کند، راکتانس القایی فریت بید یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که با تغییر جریان مخالفت می‌کند و در نتیجه مانع عبور نویز می‌شود. علاوه بر این، بخش مقاومتی فریت بید انرژی نویز را به گرما تبدیل می‌کند و مانع ورود آن به مدار می‌گردد.

انواع فریت بید

فریت بید به اشکال مختلف، متناسب با کاربردها و نیازهای خاص، وجود دارد. برخی از انواع متداول فریت بید در این بخش توضیح داده شده‌اند و در تصویر زیر آن‌ها را مشاهده می‌فرمایید:

1) مهره‌های فریت سطحی

این نوع فریت بید برای نصب مستقیم بر روی سطح برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده‌اند و در پکیج‌های SMD مختلف از جمله 0805 و 1206 موجود می‌باشد.

2) فریت بید پایه دار

این نوع فریت بید دارای دو سر می‌باشد که در سوراخ‌های PCB قرار می‌گیرد و به برد لحیم می‌شود. این نوع فریت بید، معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شود که استحکام مکانیکی بسیار مهم است.

3) مهره‌های فریت روی سیم

این نوع فریت بیدها، مهره مانند بوده و بر روی کابل یا سیم برق قرار می‌گیرند. این قطعات اغلب جهت حذف تداخل الکترومغناطیسی یا EMI در کابل استفاده می‌شوند.

کاربرد فریت بید

از فریت بید در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله مدارات الکترونیکی و صنایع مختلف استفاده می‌شود. هدف اصلی استفاده از فریت بید، کاهش تداخل الکترومغناطیسی و اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه‌های الکترونیکی می‌باشد. برخی از کاربردهای مهم فریت بید عبارتند از:

1) لوازم الکترونیکی مصرفی

در دستگاه‌هایی مانند گوشی‌‌های هوشمند، تبلت‌ها و رایانه‌ها، فریت بید به کاهش نویز در مسیرهای برق و بهبود عملکرد دستگاه کمک می‌کند.

2) صنعت خودرو

وسایل نقلیه به سیستم‌های الکترونیکی متعددی از سیستم‌های سرگرمی گرفته تا سیستم‌های پیشرفته کمک راننده (ADAS) مجهز هستند. فریت بید برای به حداقل رساندن EMI در این سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3) ارتباطات از راه دور

فریت بید در حفظ یکپارچگی سیگنال در دستگاه‌ها و زیرساخت‌های ارتباطی مانند روترها، مودم‌ها و سوئیچ‌های شبکه بسیار مهم و کاربردی هستند.

4) تجهیزات پزشکی

در زمینه پزشکی، فریت بید نقش حیاتی در کاهش تداخل در تجهیزات حساس مانند دستگاه‌های تشخیصی و سیستم‌‌های نظارت بر بیمار دارد.

5) تجهیزات صنعتی

در اتوماسیون صنعتی و سیستم‌های کنترل، فریت بید به محافظت در برابر نویز کمک می‌کند و در نتیجه می‌تواند بر عملکرد و قابلیت اطمینان ماشین‌آلات و فرآیندهای مختلف تأثیر بگذارد.

چالش ها و ملاحظات در استفاده از فریت بید

با وجود اینکه فریت بید در سرکوب و کاهش نویز بسیار موثر است، استفاده از آن با چالش‌های خاصی همراه است که در این بخش به آن‌ها اشاره شده است:

1) محدوده فرکانس کاری: فریت بید در کاهش نویز فرکانس بالا بسیار موثر می‌باشد. طراحان باید نوع و مشخصات فریت بید مناسب را برای حذف محدوده فرکانس نویز مورد نظر انتخاب کنند.

2) ریتینگ جریان: قابلیت تحمل جریان در فریت بید یک مشخصه مهم است. طراحی مدار باید به گونه‌ای باشد که جریان غیرمجاز از فریت بید عبور نکند.

3) مقاومت DC: فریت بید دارای مقداری مقاومت DC می‌باشد. اگرچه این مقاومت معمولاً کم است، اما اگر به درستی در نظر گرفته نشود، می‌تواند بر عملکرد مدارهای حساس تأثیر منفی بگذارد.

4) پایداری دما: تغییرات دما نیز می‌تواند بر عملکرد صحیح فریت بید اثر بگذارد.