Manyetik Akı ve Empedans Arasındaki İlişki (Common Mode Filter)

[bit01]

https://techweb.rohm.com/knowledge/emc/s-emc/04-s-emc/8184

İçerikte şöyle bir anlatım mevcut:
"On the other hand, a common mode current flows in the same direction, so that magnetic flux is intensified, and consequently current does not flow readily. In other words, a common mode current, which is common mode noise, is not easily passed, and is filtered out."

Ayrıca şu linkte;

https://industrial.panasonic.com/ww/design-support/lecture/noise-filters

Fluxes: Cancelled Out Impedance: Low
Fluxes: Enhanced Impedance: High

İfadeleri geçiyor.

Common mode filter çalışma mantığını anlamaya çalışıyorum.

Common mode filter'da manyetik akı toplanıyor ve bu da büyük bir empedans oluşturarak gürültüleri engelliyor.
Differential mode filter'da ise akılar zıt yönlü ve çıkartılıyor. Net akı sıfır oluyor.

Peki ama akıların toplanması nasıl bir etki oluşturarak gürültü geçişini engelliyor.
Toplam akının artması empedansı nasıl arttırıyor?

Okuduğum kaynaklarda bu kısımla ilgili bilgi bulamadım.

[M.Salim GÜLLÜCE]

https://techweb.rohm.com/knowledge/emc/s-emc/04-s-emc/8184

İçerikte şöyle bir anlatım mevcut:
"On the other hand, a common mode current flows in the same direction, so that magnetic flux is intensified, and consequently current does not flow readily. In other words, a common mode current, which is common mode noise, is not easily passed, and is filtered out."

Ayrıca şu linkte;

https://industrial.panasonic.com/ww/design-support/lecture/noise-filters

Fluxes: Cancelled Out Impedance: Low
Fluxes: Enhanced Impedance: High

İfadeleri geçiyor.

Common mode filter çalışma mantığını anlamaya çalışıyorum.

Common mode filter'da manyetik akı toplanıyor ve bu da büyük bir empedans oluşturarak gürültüleri engelliyor.
Differential mode filter'da ise akılar zıt yönlü ve çıkartılıyor. Net akı sıfır oluyor.

Peki ama akıların toplanması nasıl bir etki oluşturarak gürültü geçişini engelliyor.
Toplam akının artması empedansı nasıl arttırıyor?

Okuduğum kaynaklarda bu kısımla ilgili bilgi bulamadım.

Common mode filter da manyetik alan ile gerilim terslemesi yöntemi ile filtre uygulanır.
Diferansiyel modda ise manyetik alan söz konusu değildir. Sızan pik pulslerin kapasite üzerine depolanarak söndürülmesi olayı. bir başka deyişle PI filitredir.

[bit01]

Common mode filter da manyetik alan ile gerilim terslemesi yöntemi ile filtre uygulanır.
Diferansiyel modda ise manyetik alan söz konusu değildir. Sızan pik pulslerin kapasite üzerine depolanarak söndürülmesi olayı. bir başka deyişle PI filitredir.

Manyetik alan ile gerilim terslemesi yöntemi nedir?
Açıklayabilir misiniz?

[bit01]

Anlamak istediğim nokta tam olarak şu;

Bu resim aşağıdaki linkten, würth'ün sitesinden alınma.



https://www.we-online.com/web/en/electronic_components/news_pbs/blog_pbcm/blog_detail-worldofelectronics_61439.php

Görseldeki iki bobin aynı tek fark birisinde nüve var diğerinde yok.
Yani birisi single mod diğeri common mode choke.

ve tablounun ilk satırında common mode choke için yüksek empedans, single choke için düşük empedans demiş.

Burada nüveden akan akım ile empedans arasında bir ilişki oluşuyor bunu anlamaya çalışıyorum.

[Sozuak]

Birisi tekil bobin seklinde calisiyor digeri ayni nuveye bagimsiz paralel sarilmis sarimlari olan trafo gibi olan bobin.
Orada diyor ki diferansiyel sinyal yani en cok kullanildigi yer itibariyla smps guc kaynaklarinin sebeke girisi, faz ve notr girdiginde ona dusuk empedans gosterir ama ayni hattan giren parazit ayni fazda olacagindan diferansiyal farki sifir, ona yuksek empedans gosterir.
Trafo olayinda primer ile sekonder arasinda 180 derece faz farki olusur. Dolayisiyla parazitik sinyal common mode  bobinde iki uctan girip iki uctan cikarken  parazitik sinyallerin fazlari ayni oldugundan birbirini siler. Iki faz farkli yada dc sinyal aynen gecer. Silme olayi giris fazlari ayni oldugundan olusur. 
Akim bir manyetik alan uretir. Bu manyetik alan da bobinden gecen akimi idealde gerilime gore 90 derece faz kaydirir ya yani akima zorluk gosterir. Common mode bobinde de  ayni fazli sinyaller birbirine ters manyetik alan olusturur. Birbirinden matematiksel  cikartma islemi olusturur. Genlikleri ayni ise farklari alininca sonuc sifir olur. Bu da giren cikamadigina gore o sinyale yuksek empedans gosterip gecirmedigi anlamina gelir yada degisken oranlarda zayiflatip gecirir.

[bit01]

Birisi tekil bobin seklinde calisiyor digeri ayni nuveye bagimsiz paralel sarilmis sarimlari olan trafo gibi olan bobin.
Orada diyor ki diferansiyel sinyal yani en cok kullanildigi yer itibariyla smps guc kaynaklarinin sebeke girisi, faz ve notr girdiginde ona dusuk empedans gosterir ama ayni hattan giren parazit ayni fazda olacagindan diferansiyal farki sifir, ona yuksek empedans gosterir.

Hocam belki ben anlamakta güçlük çekiyorum ama şu kısımda takılıyorum

"faz ve notr girdiginde ona dusuk empedans gosterir ama ayni hattan giren parazit ayni fazda olacagindan diferansiyal farki sifir, ona yuksek empedans gosterir."

bunun arkasındaki fizik nedir? neden diferansiyel farka yüksek empedans gösteriyor?
Diferansiyel fark sıfır olduğunda, yani common mode olduğuda, nüve üzerindeki akılar aynı yönlü oluyor ve toplanıyor. Bu durumda akıların toplanması empedansa nasıl etki ediyor? Empedans neden yükseliyor?

[Sozuak]

Transformator primer ile sekonder arasi da 180 derece faz farki ile calisir. Akiyi karistirmayin . Tabi isi yapan bilesenlerden birisi odur da ilk cumlem uzerinden dusunun.
Common mode coil de transformator mantiginda calisir. Semalarda dikkat ettiniz mi. Bazi yerlerde trafo sargilarinin bir tarafina kucuk nokta konur. Bu sarginin baslangicidir. Yani ona gore cikis fazinin yonunu tespit edebilirsiniz.

1. Si soz konusu ciftli bobine dc girerseniz aynen cikar. Ac uygularsaniz iki uc arasin da faz farki olacagindan o da enduktans oraninda direncle (gorece dusuk) karsilasir ama gecer. Fakat parazitik sinyaller bu iki giris hattina da ayni fazda ve  genelde ayni genlikte girdiginde trafo yapisi fazlari 180 derece cevirince birbirini siler.
Bu mantikla size tavsiyem noise cancelling headphones calisma maantigini arastirin.


Aki icin telefonda zor yaziyorum ama anlatmaya calisayim. Gurultu ile sinyal yada ac besleme gibi bobine ayni anda birden farkli frekanslar girer ve her biri farkli akilar olusturur.
Simdi ac voltaj girdigini dusunun bu bobine.  Bu bobinin yapisi itibariyla primer ve seko der dusunun. Primer ust ucuna pozitif faz gelir. Sekonder ust ucuna negatif faz gelir. Trafo fazlari 180 derece donusturdugune gore bu sinyale karsit olusacak aki sifira yakin olur ve voltal etkilenmez.

[ferdem]

Common mode filter çalışma mantığını anlamaya çalışıyorum.

Common mode filter'da manyetik akı toplanıyor ve bu da büyük bir empedans oluşturarak gürültüleri engelliyor.
Differential mode filter'da ise akılar zıt yönlü ve çıkartılıyor. Net akı sıfır oluyor.

Peki ama akıların toplanması nasıl bir etki oluşturarak gürültü geçişini engelliyor.
Toplam akının artması empedansı nasıl arttırıyor?

Akı oluşuyorsa o yapı indüktör olmuş oluyor, akı yoksa indüktör de yok demektir.
"Inductance" tanımı, N*Fi=L*I, yani 1A başına toplam akı değeri.
Bir yapı ne kadar akı oluşturabiliyorsa o kadar yüksek "inductance" gösterir. Bu empedans, DC için 0, frekans yükselikçe artan, kendisini gösteren bir empedans.

Toroidin fonksiyonunu anlamak için sarım yönlerine ve "common mode", "differential mode" sürmeye göre akımı takip edip toroid içinde oluşan akıyı düşünmek gerekir.
Akılar toplanabilir veya birbirlerini götürüp sıfırlanabilir.
Eğer x durumunda (sarım yönü, sürme modu) toroid içinde akı oluşuyorsa x durumundaki akım geçişinde indüktör etkisi var demektir. Eğer akı sıfırlanıyorsa o yapı o durum için düz bir tel olarak çalışmaktadır.
"Common mode" a göre sarılmış bir toroid "differential mode" için düz bir tel gibidir, çünkü bu toroidde "differential" sürmede akı (teorik olarak) sıfırlanır, tersi durum da geçerli.

Anlamak istediğim nokta tam olarak şu;

Bu resim aşağıdaki linkten, würth'ün sitesinden alınma.



https://www.we-online.com/web/en/electronic_components/news_pbs/blog_pbcm/blog_detail-worldofelectronics_61439.php

Görseldeki iki bobin aynı tek fark birisinde nüve var diğerinde yok.
Yani birisi single mod diğeri common mode choke.

ve tablounun ilk satırında common mode choke için yüksek empedans, single choke için düşük empedans demiş.

Burada nüveden akan akım ile empedans arasında bir ilişki oluşuyor bunu anlamaya çalışıyorum.

Tek başına toroide N sarımlı bir indüktörden 2 tane seri bağlamakla, toroide 2N sarımlı bir indüktör arasındaki farkı düşünmek gerekir.

[bit01]

Transformator primer ile sekonder arasi da 180 derece faz farki ile calisir. Akiyi karistirmayin . Tabi isi yapan bilesenlerden birisi odur da ilk cumlem uzerinden dusunun.
Common mode coil de transformator mantiginda calisir. Semalarda dikkat ettiniz mi. Bazi yerlerde trafo sargilarinin bir tarafina kucuk nokta konur. Bu sarginin baslangicidir. Yani ona gore cikis fazinin yonunu tespit edebilirsiniz.

1. Si soz konusu ciftli bobine dc girerseniz aynen cikar. Ac uygularsaniz iki uc arasin da faz farki olacagindan o da enduktans oraninda direncle (gorece dusuk) karsilasir ama gecer. Fakat parazitik sinyaller bu iki giris hattina da ayni fazda ve  genelde ayni genlikte girdiginde trafo yapisi fazlari 180 derece cevirince birbirini siler.
Bu mantikla size tavsiyem noise cancelling headphones calisma maantigini arastirin.


Aki icin telefonda zor yaziyorum ama anlatmaya calisayim. Gurultu ile sinyal yada ac besleme gibi bobine ayni anda birden farkli frekanslar girer ve her biri farkli akilar olusturur.
Simdi ac voltaj girdigini dusunun bu bobine.  Bu bobinin yapisi itibariyla primer ve seko der dusunun. Primer ust ucuna pozitif faz gelir. Sekonder ust ucuna negatif faz gelir. Trafo fazlari 180 derece donusturdugune gore bu sinyale karsit olusacak aki sifira yakin olur ve voltal etkilenmez.

Hocam primer ve sekonder'in 180 derece faz fark olması için common mode signal'da noktaların zıt köşelerde olması gerekiyor. Ya da noktalar aynı yönlü ise differential mode signal olması gerekiyor.

Hatta şu fotoğrafta choke giriş ve çıkış sinyal fazlarını net bir şekilde görebiliriz.



Bu durumda, common mode choke'da noktalar aynı yönde olduğuna göre sinyali zayıflatan durum, differential mode signal'da var. Common mode signal'da böyle bir durum yok.

Yanlış mı düşünüyorum?

[Sozuak]

Burada trafodan fark su ki primerden akim akitip sekonderden cikis almiyoruz. Primer sekonder de yok aslinda isin mantigini kavrama acisindan ornek verdim. Yoksa bobinin a1 ucundan giren sinyal b1
 ucundan cikarken yada a2 ucundan giren b2 ucundan cikarken faz farkina ugramiyor. Sadece diferansiyal sinyal teoride ideal ise sifirlaniyor.

Opamplardaki diferansiyal giris nasil giris sinyallerinin farkini aliyorsa burada da fark aliniyor.

Mantik soyle. Bir sinyalimiz yada dc besleme olsun tek cekirdekte cift sargiya uygulaninca aynen cikarken  parazitik sinyaller her iki hattin iletkeninde de ayni fazda ve kismen ayni genlikte gerilim indukler. Haliyle diferansiyali sifir olan bir parasit sinyali elde ederiz.

Ayni yontem pro ses sistemlerinde de balanced input olarak karsimiza cikar. Bunlarda da tercih edilen yonteme gore baska amaclarla da transformatorlerle yapilir.
Telefonla yazmak zor. O nedenle sekil resim veya baska kaynaklarla destekleyemiyorum.  Annemin evinde mahsur kaldim😊.

[M.Salim GÜLLÜCE]

Bu durumda, common mode choke'da noktalar aynı yönde olduğuna göre sinyali zayıflatan durum, differential mode signal'da var. Common mode signal'da böyle bir durum yok.

Yanlış mı düşünüyorum?

Aslında çizim sıkıntılı olduğundan kafanı karıştırıyor.
sadece girişleri düşün. artı yada eksi diye.
bir girişin diğerine kıyasla durumu artımı eksimi.
Sonrada trafodan çıkışta durumu ne olmalı trafo mantığıyla giriş ve çıkışları kafanda tart.
Çünkü girişten bir tanesinden girilen anerji yük üzerinden tekrar öbürüne geri döner gelir.
Girişlerin birinin faz diğerinin nötr olarak girdiğini düşün.
Ama her ikisinin de üzerine yüklenen parazitik sinyaller olduğunu düşün.