از آنجایی که مهندسان EMC و انطباق همچنان به پیمایش استانداردهای انتشار الکترومغناطیسی فزاینده سختگیرانه ادامه می دهند، پورت های اترنت همچنان یکی از مهمترین نقاط نگرانی هستند. یک طراحی خوب ترانسفورماتور LAN—به ویژه در سیستم های مجهز به PoE—می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد EMI تأثیر بگذارد، سرکوب نویز حالت مشترک را بهبود بخشد و احتمال قبولی در گواهینامه CE و FCC کلاس A/B را افزایش دهد. این مقاله نحوه عملکرد ترانسفورماتورهای LAN، قطعات مغناطیسی گسسته و قطعات مغناطیسی PoE به استحکام EMC کمک می کنند، که توسط اصطلاحات تأیید شده و مفاهیم فنی معتبر پشتیبانی می شود.
یک ترانسفورماتور LAN (اترنت) عملکردهای الکتریکی ضروری را بین PHY و رابط RJ45 ارائه می دهد، از جمله جداسازی گالوانیکی، تطبیق امپدانس و اتصال سیگنال با فرکانس بالا. برای طرحهای متمرکز بر EMC، توپولوژی مغناطیسی ترانسفورماتور، تعادل انگلی و رفتار چوک حالت مشترک (CMC) مستقیماً بر مشخصات انتشار تابشی و هدایتشده دستگاه تأثیر میگذارد.
ترانسفورماتورهای LAN با کیفیت بالا، مانند ترانسفورماتورهای مغناطیسی گسسته و ترانسفورماتورهای LAN PoE از تامین کنندگان حرفه ای، با القا بهینه شده، کنترل نشتی و ساختارهای سیم پیچ متعادل مهندسی شده اند. این ویژگی ها مستقیماً بر رفتار حالت مشترک، سرکوب EMI و آمادگی انطباق در سیستم های مبتنی بر اترنت تأثیر می گذارند.
ترانسفورماتورهای LAN معمولاً جداسازی گالوانیکی 1500–2250 Vrms را فراهم می کنند، که جریان های حلقه زمین را محدود می کند و از رسیدن نویز حالت مشترک ناشی از موج به مدارهای PHY حساس جلوگیری می کند. این جداسازی یکی از رایج ترین مسیرهای انتشار EMI در تجهیزات اترنت را کاهش می دهد و به مشخصات انتشار پاک تر در باند تابشی 30–300 مگاهرتز کمک می کند.
طراحی ترانسفورماتور—از جمله القای مغناطیسی، القای نشتی و ظرفیت خازنی بین سیم پیچ—بر این تأثیر می گذارد که چقدر مؤثر سیگنال های حالت دیفرانسیل را از جریان های حالت مشترک ناخواسته جدا می کند. انگل های متعادل تبدیل حالت را کاهش می دهند، جایی که انرژی دیفرانسیل به انتشار حالت مشترک تبدیل می شود که می تواند به راحتی به کابل RJ45 متصل شود و تابش کند.
تنها قطعه مغناطیسی نمی تواند انطباق EMC را تضمین کند. طراحی PCB نقش حیاتی یکسانی دارد. بهترین روش ها عبارتند از:
این اقدامات تعادل حالت مشترک را حفظ می کنند و انتشار کابل را کاهش می دهند.
بسیاری از ترانسفورماتورهای LAN یک چوک حالت مشترک را ادغام می کنند تا جریان های نویز هم فاز را سرکوب کنند. سیگنال های اترنت دیفرانسیل با حداقل امپدانس عبور می کنند، در حالی که نویز حالت مشترک با امپدانس بالا مواجه می شود و قبل از رسیدن به کابل تضعیف می شود. این برای کنترل انتشار در سیستم های اترنت غیر PoE و PoE بسیار مهم است.
ترانسفورماتورهای LAN PoE جداسازی، قابلیت انتقال توان و عملکرد CMC را در یک ساختار واحد ترکیب می کنند. طراحی آنها از فید DC برای PoE پشتیبانی می کند در حالی که رفتار مغناطیسی متعادل را برای جلوگیری از تبدیل حالت و اطمینان از سرکوب EMI ثابت حفظ می کند.
پورت های اترنت از جمله رایج ترین نقاط خرابی در تست های قبل از انطباق و صدور گواهینامه هستند. انتشار هدایت شده از PHY می تواند به جفت کابل متصل شود و انتشار تابشی می تواند کابل را به یک آنتن مؤثر تبدیل کند. قطعات مغناطیسی با کارایی بالا مستقیماً این مشکلات را از طریق جداسازی، کنترل امپدانس و تضعیف حالت مشترک کاهش می دهند.
برای اینکه محصولات مبتنی بر اترنت بیشترین شانس را برای قبولی در تست CE/FCC داشته باشند:
ترانسفورماتورهای مغناطیسی گسسته برای برنامه های غیر PoE که به سرکوب EMI قوی و یکپارچگی سیگنال قوی نیاز دارند، مناسب هستند. ترانسفورماتورهای LAN PoE که برای انتقال داده و توان ترکیبی طراحی شده اند، فیلتر حالت مشترک پیشرفته و عملکرد پایدار را تحت شرایط بایاس DC ارائه می دهند. هر دو دسته—موجود از تامین کنندگان قطعات مغناطیسی LAN—برای پاسخگویی به نیازهای برنامه های کاربردی بحرانی EMC، از دستگاه های اترنت صنعتی گرفته تا سخت افزار شبکه مصرف کننده، مهندسی شده اند.
ترانسفورماتورهای LAN نقش محوری در موفقیت EMC دستگاه های مجهز به اترنت دارند. ترکیب آنها از جداسازی گالوانیکی، رد حالت مشترک و طراحی بهینه شده برای EMI آنها را برای قبولی در گواهینامه CE/FCC کلاس A/B ضروری می کند. با انتخاب ترانسفورماتورهای LAN گسسته یا PoE با کیفیت بالا و اعمال استراتژی های طرح بندی متمرکز بر EMC، مهندسان می توانند انتشار تابشی و هدایت شده را به طور قابل توجهی کاهش دهند و به عملکرد محصول قابل اعتماد، مطابق با الزامات و قوی دست یابند.
