Tot i que les bobines de mode comú són populars, una alternativa podria ser un filtre EMI monolític. Quan estan ben disposats, aquests components ceràmics multicapa proporcionen un excel·lent rebuig del soroll en mode comú.
Molts factors augmenten la quantitat d'interferències de "soroll" que poden danyar o interferir amb la funcionalitat dels equips electrònics. Els cotxes actuals són un bon exemple. En un cotxe, hi trobareu Wi-Fi, Bluetooth, ràdio per satèl·lit, sistemes GPS i això només és el principi. Per gestionar aquesta interferència de soroll, la indústria normalment utilitza filtres de blindatge i EMI per eliminar el soroll no desitjat. Però algunes solucions tradicionals per eliminar les EMI/RFI ja no són suficients.
Aquest problema fa que molts fabricants OEM evitin utilitzar un diferencial de 2 condensadors, 3 condensadors (un condensador X i 2 condensadors Y), filtres d'entrada, bobines de mode comú o una combinació d'aquests per a una solució més adequada, com ara un filtre EMI monolític amb millor rebuig del soroll en un paquet més petit.
Quan els equips electrònics reben ones electromagnètiques fortes, es poden induir corrents no desitjades al circuit i provocar un funcionament no desitjat o interferir amb el funcionament previst.
EMI/RFI pot ser en forma d'emissions conduïdes o radiades. Quan l'EMI es condueix, vol dir que el soroll viatja al llarg dels conductors elèctrics. L'EMI radiada es produeix quan el soroll viatja per l'aire en forma de camps magnètics o ones de ràdio.
Fins i tot si l'energia aplicada des de l'exterior és petita, si es barreja amb les ones de ràdio utilitzades per a la transmissió i la comunicació, pot provocar pèrdua de recepció, sorolls anormals en el so o interrupció del vídeo. Si l'energia és massa forta, pot provocar danyar els equips electrònics.
Les fonts inclouen el soroll natural (p. ex., descàrrega electrostàtica, il·luminació i altres fonts) i el soroll artificial (p. ex., soroll de contacte, fuites d'equips que utilitzen altes freqüències, emissions no desitjades, etc.). Normalment, el soroll EMI/RFI és un soroll en mode comú. , de manera que la solució és utilitzar un filtre EMI per eliminar les altes freqüències no desitjades, ja sigui com a dispositiu independent o incrustat en una placa de circuit.
Filtres EMI Els filtres EMI solen consistir en components passius, com ara condensadors i inductors, que estan connectats per formar un circuit.
"Els inductors permeten que el corrent continu o de baixa freqüència passi mentre bloquegen els corrents d'alta freqüència no desitjats i no desitjats.Els condensadors proporcionen un camí de baixa impedància per desviar el soroll d'alta freqüència de l'entrada del filtre a la connexió d'alimentació o de terra", va dir Christophe Cambrelin, de l'empresa de condensadors Johanson Dielectrics.Filtre EMI.
Els mètodes de filtratge de mode comú tradicionals inclouen filtres de pas baix que utilitzen condensadors que passen senyals amb freqüències per sota d'una freqüència de tall seleccionada i atenuen senyals amb freqüències per sobre de la freqüència de tall.
Un punt de partida comú és aplicar un parell de condensadors en una configuració diferencial, amb un condensador entre cada traça de l'entrada diferencial i terra. Els filtres capacitius de cada pot desvien EMI/RFI a terra per sobre de la freqüència de tall especificada. Atès que aquesta configuració implica enviant senyals de fases oposades pels dos cables, la relació senyal-soroll es millora mentre el soroll no desitjat s'envia a terra.
"Desafortunadament, el valor de capacitat dels MLCC amb dielèctrics X7R (normalment utilitzats per a aquesta funció) pot variar significativament amb el temps, la tensió de polarització i la temperatura", va dir Cambrelin.
"Per tant, tot i que dos condensadors coincideixen molt en un moment donat a temperatura ambient a baixa tensió, és probable que acabin amb valors molt diferents un cop canviï el temps, la tensió o la temperatura.Aquest desajust entre els dos cables donarà lloc a respostes desiguals a prop del tall del filtre.Per tant, converteix el soroll de mode comú en soroll diferencial".
Una altra solució és connectar un condensador "X" de gran valor entre els dos condensadors "Y". La derivació capacitiva "X" proporciona un equilibri ideal en mode comú, però també té l'efecte secundari indesitjable del filtratge del senyal diferencial. Potser la solució més comuna. i una alternativa a un filtre de pas baix és l'asfixia en mode comú.
Una bobina de mode comú és un transformador 1:1 amb els dos bobinatges que actuen com a primari i secundari. En aquest mètode, el corrent a través d'un bobinat indueix un corrent oposat a l'altre bobinat. Malauradament, els bobinats de mode comú també són pesats, cars i susceptibles. a fallada induïda per vibracions.
No obstant això, un bobinat de mode comú adequat amb una concordança i un acoblament perfectes entre els bobinatges és transparent als senyals diferencials i té una alta impedància al soroll en mode comú. Un desavantatge de les bobines de mode comú és el rang de freqüències limitat a causa de la capacitat paràsit. Per a un material bàsic determinat. , com més gran sigui la inductància utilitzada per obtenir el filtratge de baixa freqüència, més voltes es necessiten, donant lloc a capacitats paràsites que no poden passar el filtratge d'alta freqüència.
Els desajustaments entre bobinatges a causa de les toleràncies de fabricació mecànica provoquen un canvi de mode, on una part de l'energia del senyal es converteix en soroll de mode comú i viceversa. Aquesta situació pot provocar problemes de compatibilitat electromagnètica i immunitat. El desajust també redueix la inductància efectiva de cada pot.
En qualsevol cas, les bobines de mode comú ofereixen avantatges significatius respecte a altres opcions quan el senyal diferencial (pass through) funciona en el mateix rang de freqüències que el soroll de mode comú que s'ha de rebutjar. Mitjançant una bobina de mode comú, la banda de pas del senyal es pot estendre. a la banda de rebuig del mode comú.
Filtres EMI monolítics Tot i que les bobines de mode comú són populars, també es poden utilitzar filtres EMI monolítics. Quan estan ben disposats, aquests components ceràmics multicapa proporcionen un excel·lent rebuig del soroll en mode comú. Combinen dos condensadors de derivació equilibrats en un sol paquet per a la cancel·lació i el blindatge d'inductància mútues. .Aquests filtres utilitzen dues vies elèctriques separades dins d'un únic dispositiu connectat a quatre connexions externes.
Per evitar confusions, cal tenir en compte que els filtres EMI monolítics no són condensadors de pas tradicionals. Tot i que tenen el mateix aspecte (mateix embalatge i aparença), són molt diferents en disseny i no estan connectats de la mateixa manera. Com altres EMI filtres, els filtres EMI monolítics atenuen tota l'energia per sobre de la freqüència de tall especificada i seleccionen passar només l'energia del senyal desitjada, alhora que desvien el soroll no desitjat a "terra".
Tanmateix, la clau és una inductància molt baixa i una impedància coincident. Per als filtres EMI monolítics, els terminals estan connectats internament a un elèctrode de referència comú (escut) dins del dispositiu, i les plaques estan separades per l'elèctrode de referència. Electrostàticament, els tres nodes elèctrics estan formats per dues meitats capacitives que comparteixen un elèctrode de referència comú, tot contingut dins d'un sol cos ceràmic.
L'equilibri entre les dues meitats del condensador també significa que els efectes piezoelèctrics són iguals i oposats, cancel·lant-se mútuament. Aquesta relació també afecta la variació de la temperatura i la tensió, de manera que els components d'ambdues línies envelleixen per igual. Si hi ha un inconvenient en aquestes EMI monolítics filtres, és que no funcionaran si el soroll en mode comú és a la mateixa freqüència que el senyal diferencial. "En aquest cas, una estrangulació en mode comú és una millor solució", va dir Cambrelin.
Exploreu els últims números de Design World i els números anteriors en un format fàcil d'utilitzar i d'alta qualitat. Editeu, compartiu i descarregueu avui mateix amb la revista líder d'enginyeria de disseny.
El fòrum d'EE per a la resolució de problemes més important del món que inclou microcontroladors, DSP, xarxes, disseny analògic i digital, RF, electrònica de potència, encaminament de PCB i molt més
Copyright © 2022 WTWH Media LLC.tots els drets reservats. El material d'aquest lloc no es pot reproduir, distribuir, transmetre, emmagatzemar a la memòria cau o utilitzar d'una altra manera sense el permís previ per escrit de WTWH Media Política de privadesa | Publicitat |Sobre nosaltres
Hora de publicació: 19-abril-2022
