Aínda que os estranguladores de modo común son populares, unha alternativa pode ser un filtro EMI monolítico. Cando se colocan correctamente, estes compoñentes cerámicos multicapa proporcionan un excelente rexeitamento do ruído de modo común.
Moitos factores aumentan a cantidade de interferencia de "ruído" que pode danar ou interferir coa funcionalidade dos equipos electrónicos. Os coches actuais son un excelente exemplo. Nun coche, atoparás wifi, Bluetooth, radio por satélite, sistemas GPS e iso é só o comezo. Para xestionar esta interferencia de ruído, a industria adoita utilizar filtros de blindaxe e EMI para eliminar o ruído non desexado. Pero algunhas solucións tradicionais para eliminar EMI/RFI xa non son suficientes.
Este problema leva a moitos fabricantes de equipos originales a evitar o uso diferencial de 2 capacitores, 3 capacitores (un capacitor X e 2 capacitores Y), filtros de alimentación, bobinas de modo común ou unha combinación destes para unha solución máis adecuada, como un filtro EMI monolítico con mellor rexeitamento do ruído nun paquete máis pequeno.
Cando os equipos electrónicos reciben ondas electromagnéticas fortes, pódense inducir correntes non desexadas no circuíto e provocar un funcionamento non desexado ou interferir co funcionamento previsto.
A EMI/RFI pode estar en forma de emisións conducidas ou radiadas. Cando se realiza EMI, significa que o ruído viaxa ao longo dos condutores eléctricos. A EMI radiada prodúcese cando o ruído viaxa polo aire en forma de campos magnéticos ou ondas de radio.
Aínda que a enerxía aplicada desde o exterior sexa pequena, se se mestura coas ondas de radio utilizadas para a transmisión e a comunicación, pode causar perda de recepción, ruído anormal no son ou interrupción do vídeo. Se a enerxía é demasiado forte, pode producirse danar equipos electrónicos.
As fontes inclúen ruído natural (por exemplo, descarga electrostática, iluminación e outras fontes) e ruído artificial (por exemplo, ruído de contacto, fugas de equipos que usan altas frecuencias, emisións non desexadas, etc.). Normalmente, o ruído EMI/RFI é ruído de modo común. , polo que a solución é usar un filtro EMI para eliminar as altas frecuencias non desexadas, xa sexa como un dispositivo separado ou integrado nunha placa de circuíto.
Filtros EMI Os filtros EMI normalmente consisten en compoñentes pasivos, como capacitores e indutores, que están conectados para formar un circuíto.
"Os indutores permiten o paso de corrente continua ou de baixa frecuencia mentres bloquean correntes de alta frecuencia non desexadas e non desexadas.Os capacitores proporcionan unha ruta de baixa impedancia para desviar o ruído de alta frecuencia da entrada do filtro á conexión de alimentación ou de terra”, dixo Christophe Cambrelin da empresa de capacitores Johanson Dielectrics.Filter EMI.
Os métodos tradicionais de filtrado de modo común inclúen filtros paso baixo que utilizan capacitores que pasan sinais con frecuencias por debaixo dunha frecuencia de corte seleccionada e atenúan sinais con frecuencias superiores á frecuencia de corte.
Un punto de partida común é aplicar un par de capacitores nunha configuración diferencial, cun capacitor entre cada trazo da entrada diferencial e terra. Os filtros capacitivos en cada pata desvían EMI/RFI a terra por riba da frecuencia de corte especificada. Xa que esta configuración implica enviando sinais de fases opostas a través dos dous fíos, a relación sinal-ruído mellórase mentres o ruído non desexado envíase a terra.
"Desafortunadamente, o valor de capacitancia dos MLCC con dieléctricos X7R (normalmente usados para esta función) pode variar significativamente co tempo, a tensión de polarización e a temperatura", dixo Cambrelin.
"Entón, aínda que dous capacitores están moi relacionados nun momento dado a temperatura ambiente a baixa tensión, é probable que acaben con valores moi diferentes unha vez que cambie o tempo, a tensión ou a temperatura.Este desaxuste entre os dous fíos producirá respostas desiguais preto do corte do filtro.Polo tanto, converte o ruído de modo común en ruído diferencial.
Outra solución é conectar un condensador "X" de gran valor entre os dous capacitores "Y". A derivación capacitiva "X" proporciona un equilibrio ideal de modo común, pero tamén ten o efecto secundario indesexable do filtrado de sinal diferencial. Quizais a solución máis común. e unha alternativa a un filtro pasabaixo é un estrangulador de modo común.
Un estrangulador de modo común é un transformador 1:1 con ambos enrolamentos actuando como primario e secundario. Neste método, a corrente a través dun enrolamento induce unha corrente oposta no outro enrolamento. Desafortunadamente, os estranguladores de modo común tamén son pesados, caros e susceptibles. a falla inducida por vibración.
Non obstante, un estrangulador de modo común axeitado con perfecta correspondencia e acoplamento entre os enrolamentos é transparente aos sinais diferenciais e ten unha alta impedancia ao ruído de modo común. Unha desvantaxe dos estranguladores de modo común é o rango de frecuencia limitado debido á capacidade parasitaria. Para un determinado material de núcleo. , canto maior sexa a inductancia utilizada para obter o filtrado de baixa frecuencia, máis voltas son necesarias, o que resulta en capacidades parasitarias que non poden pasar o filtrado de alta frecuencia.
As faltas de coincidencia entre enrolamentos debido ás tolerancias de fabricación mecánica provocan o cambio de modo, onde unha parte da enerxía do sinal se converte en ruído de modo común e viceversa. Esta situación pode causar problemas de compatibilidade electromagnética e inmunidade. O desajuste tamén reduce a inductancia efectiva de cada perna.
En calquera caso, as bobinas de modo común ofrecen vantaxes significativas sobre outras opcións cando o sinal diferencial (pass through) opera no mesmo intervalo de frecuencia que o ruído de modo común que debe ser rexeitado. Usando un choke de modo común, a banda de paso do sinal pódese estender. á banda de rexeitamento do modo común.
Filtros EMI monolíticos Aínda que os estranguladores de modo común son populares, tamén se poden usar filtros EMI monolíticos. Cando están correctamente dispostos, estes compoñentes cerámicos multicapa proporcionan un excelente rexeitamento do ruído de modo común. Combinan dous capacitores de derivación equilibrados nun paquete para a cancelación e apantallamento de inductancia mutua. .Estes filtros usan dúas vías eléctricas separadas dentro dun único dispositivo conectado a catro conexións externas.
Para evitar confusións, hai que ter en conta que os filtros EMI monolíticos non son capacitores de alimentación tradicional. Aínda que teñen o mesmo aspecto (o mesmo envase e aparencia), son moi diferentes no seu deseño e non están conectados da mesma forma. Como outros EMI filtros, os filtros EMI monolíticos atenúan toda a enerxía por encima da frecuencia de corte especificada e seleccionan pasar só a enerxía do sinal desexada, mentres desvían o ruído non desexado ao "terra".
Non obstante, a clave é unha inductancia moi baixa e unha impedancia coincidente. Para os filtros EMI monolíticos, os terminais están conectados internamente a un electrodo de referencia común (escudo) dentro do dispositivo, e as placas están separadas polo electrodo de referencia. Electrostáticamente, os tres nodos eléctricos están formados por dúas metades capacitivas que comparten un electrodo de referencia común, todos contidos nun único corpo cerámico.
O equilibrio entre as dúas metades do capacitor tamén significa que os efectos piezoeléctricos son iguais e opostos, cancelándose entre si. Esta relación tamén afecta a variación de temperatura e tensión, polo que os compoñentes de ambas liñas envellecen por igual. Se hai un inconveniente destes EMI monolíticos. filtros, é que non funcionarán se o ruído de modo común está na mesma frecuencia que o sinal diferencial. "Neste caso, unha estrangulación de modo común é unha mellor solución", dixo Cambrelin.
Consulta os últimos números de Design World e os números anteriores nun formato de alta calidade e fácil de usar. Edita, comparte e descarga hoxe coa revista líder de enxeñería de deseño.
O principal foro de EE para resolver problemas do mundo que abarca microcontroladores, DSP, redes, deseño analóxico e dixital, RF, electrónica de potencia, enrutamento de PCB e moito máis.
Copyright © 2022 WTWH Media LLC.todos os dereitos reservados. O material deste sitio non pode ser reproducido, distribuído, transmitido, almacenado en caché ou usado doutro xeito sen o permiso previo por escrito de WTWH Media. Política de privacidade | Publicidade |Sobre nós
Hora de publicación: 19-Abr-2022
