Cum se selectează un filtru de putere EMI CUI Inc
6 august 2019 de Ron Stull - 7 minute de citire
Sursele de alimentare cu comutare sunt inerent zgomotoase în ceea ce privește emisiile electromagnetice (EMI). Comutarea rapidă a nodurilor de înaltă tensiune și curent duce la valori relativ mari di/dt și dv/dt în circuit, determinând emiterea zgomotului pe o gamă largă de frecvențe. Organismele de reglementare din cele mai multe țări stabilesc limite privind cantitatea de zgomot electromagnetic care poate fi permisă. Drept urmare, se acordă mult timp și efort pentru atenuarea surselor de zgomot și filtrarea oricărui zgomot care rămâne. Cu toate acestea, deși aceste surse de alimentare vor respecta reglementările atunci când sunt testate singure, adăugarea lor la un sistem poate duce la emisii electromagnetice neintenționate, care vor necesita o filtrare suplimentară pentru a obține aprobarea de reglementare. Filtrele EMI de tip raft, dacă sunt selectate corect, sunt o modalitate ușoară de a îmbunătăți emisiile și de a respecta reglementările.
EMI și fundal de compatibilitate electromagnetică
Când se ocupă de compatibilitatea electromagnetică (EMC), problema este modelată în mod obișnuit cu trei componente: surse, căi și receptori.
Sursele sunt acele dispozitive sau noduri de circuit care produc interferența. În plus față de sursa de alimentare în sine, aceasta poate include și alte dispozitive precum microprocesoare, drivere video, generatoare RF etc.
Zgomotul generat de o sursă are două căi pe care apoi le poate parcurge. Prima este o cale radiată, care este energia electromagnetică care se propagă în spațiu și se cuplează în alte sisteme. A doua este o cale condusă în care semnalul se deplasează prin conductorii sistemului (de ex. Urmele și planurile PCB-urilor, cablurile componentelor, cablajul de intrare etc.). Acest lucru poate intra din nou în liniile de alimentare de la rețea și poate afecta alte echipamente alimentate de la acea linie.
Receptorii sunt acele dispozitive care captează zgomotul emis de sursă și sunt afectate de interferențe. Receptorii pot include aproape orice circuit analogic și digital.
La testarea EMC, regulatorul va testa separat emisiile electromagnetice efectuate și radiate. Fiecare are propriile limite și intervalul de frecvență, împreună cu propria metodă de suprimare. Emisiile radiate acoperă un domeniu de frecvență mai mare (de obicei 30 MHz până la 1.000 MHz) și pe măsură ce zgomotul se deplasează prin spațiu, este limitat în modul în care poate fi controlat. În afară de utilizarea tehnicilor adecvate de aspect și de proiectare a circuitelor pentru a atenua zgomotul la sursă, ecranarea poate fi utilizată pentru a conține zgomotul radiat. Pe de altă parte, emisiile conduse acoperă un interval de frecvență mai mic (de obicei de la 0,15 MHz la 30 MHz) și, deoarece se deplasează prin conductori, pot fi controlate folosind componente de filtrare electrică. Proiectantul, atunci când adaugă filtrarea EMI, poate alege să îl proiecteze discret sau să aleagă un filtru EMI disponibil.
Filtre EMI și cerințe de sistem
Pentru inginerii care aleg un filtru EMI disponibil, poate exista o anumită confuzie cu privire la modul de alegere a filtrului potrivit pentru sistemul lor. Primul pas este să vă asigurați că filtrul EMI îndeplinește cerințele electrice de bază. Elementele importante de examinat includ:
- Tensiune nominală, care este tensiunea maximă care poate fi aplicată intrării. Depășirea acestui lucru poate deteriora componentele din interiorul filtrului.
- Tensiunea de izolare, care este valoarea de izolare măsurată între fiecare linie de intrare și pământ/șasiu (nu există izolare între intrare și ieșire).
- Curent nominal, care este curentul maxim care poate trece prin filtrul EMI în intervalul specificat de temperatură de funcționare.
- Temperatura de Operare, care este temperatura maximă pe care dispozitivul poate fi acționat.
- Curent de scurgere, care este curentul care curge prin sol/șasiu. Filtrul EMI va contribui la curentul de scurgere pe lângă cel al sursei de alimentare în sine. Din motive de siguranță, curentul de scurgere are limite reglementate, iar contribuția scurgerilor de către filtru ar trebui luată în considerare de către proiectant.