Hoci sú bežné tlmivky populárne, alternatívou môže byť monolitický EMI filter. Keď sú tieto viacvrstvové keramické komponenty správne rozmiestnené, poskytujú vynikajúce potlačenie šumu bežného režimu.
Množstvo faktorov zvyšuje množstvo „šumu“ rušenia, ktoré môže poškodiť alebo narušiť funkčnosť elektronických zariadení. Dnešné autá sú ukážkovým príkladom. V aute nájdete Wi-Fi, Bluetooth, satelitné rádio, systémy GPS a to je len začiatok. Na zvládnutie tohto rušenia šumom priemysel zvyčajne používa tienenie a filtre EMI na elimináciu nežiaduceho šumu. Niektoré tradičné riešenia na elimináciu EMI/RFI však už nestačia.
Tento problém vedie mnohých výrobcov OEM k tomu, aby sa vyhli používaniu 2-kondenzátorového diferenciálu, 3-kondenzátorov (jeden X kondenzátor a 2 Y kondenzátory), priechodných filtrov, tlmiviek so spoločným režimom alebo ich kombinácie pre vhodnejšie riešenie, ako je monolitický EMI filter s lepšie potláčanie hluku v menšom balení.
Keď elektronické zariadenie prijíma silné elektromagnetické vlny, v obvode sa môžu indukovať nežiaduce prúdy, ktoré môžu spôsobiť neúmyselnú prevádzku – alebo narušiť zamýšľanú prevádzku.
EMI/RFI môže byť vo forme vedených alebo vyžarovaných emisií. Keď je EMI vedené, znamená to, že hluk sa šíri pozdĺž elektrických vodičov. Vyžarované EMI nastáva, keď sa hluk šíri vzduchom vo forme magnetických polí alebo rádiových vĺn.
Aj keď je energia aplikovaná zvonku malá, ak sa zmieša s rádiovými vlnami používanými na vysielanie a komunikáciu, môže to spôsobiť stratu príjmu, abnormálny zvuk vo zvuku alebo prerušenie videa. Ak je energia príliš silná, môže poškodiť elektronické zariadenia.
Medzi zdroje patrí prirodzený hluk (napr. elektrostatický výboj, osvetlenie a iné zdroje) a hluk spôsobený človekom (napr. kontaktný hluk, netesné zariadenia využívajúce vysoké frekvencie, nežiaduce emisie atď.). Typicky je hluk EMI/RFI hluk bežného režimu , takže riešením je použitie EMI filtra na odstránenie nežiaducich vysokých frekvencií, či už ako samostatného zariadenia alebo zabudovaného do dosky plošných spojov.
Filtre EMI Filtre EMI sa zvyčajne skladajú z pasívnych komponentov, ako sú kondenzátory a induktory, ktoré sú spojené do obvodu.
„Tlmivky umožňujú prechod jednosmerného alebo nízkofrekvenčného prúdu a zároveň blokujú nežiaduce, nežiaduce vysokofrekvenčné prúdy.Kondenzátory poskytujú cestu s nízkou impedanciou na odvádzanie vysokofrekvenčného šumu zo vstupu filtra do napájacieho alebo uzemňovacieho pripojenia,“ povedal Christophe Cambrelin z kondenzátorovej spoločnosti Johanson Dielectrics.EMI filter.
Tradičné metódy filtrovania so spoločným režimom zahŕňajú dolnopriepustné filtre využívajúce kondenzátory, ktoré prepúšťajú signály s frekvenciami pod zvolenou medznou frekvenciou a tlmia signály s frekvenciami nad medznou frekvenciou.
Spoločným východiskovým bodom je použitie páru kondenzátorov v diferenciálnej konfigurácii s jedným kondenzátorom medzi každou stopou diferenciálneho vstupu a zemou. Kapacitné filtre v každej vetve odvádzajú EMI/RFI na zem nad špecifikovanú medznú frekvenciu. Pretože táto konfigurácia zahŕňa vysielaním signálov opačných fáz cez dva vodiče sa zlepší pomer signálu k šumu, zatiaľ čo nežiaduci šum sa posiela na zem.
"Bohužiaľ, hodnota kapacity MLCC s dielektrikom X7R (zvyčajne používaným pre túto funkciu) sa môže výrazne líšiť v závislosti od času, predpätia a teploty, " povedal Cambrelin.
„Takže aj keď sú dva kondenzátory v určitom čase pri izbovej teplote pri nízkom napätí blízko zhodné, pravdepodobne skončia s veľmi odlišnými hodnotami, keď sa zmení čas, napätie alebo teplota.Tento nesúlad medzi dvoma vodičmi bude mať za následok nerovnaké odozvy v blízkosti prerušenia filtra.Preto konvertuje bežný režim na diferenciálny šum.
Ďalším riešením je premostenie kondenzátora „X“ s veľkou hodnotou medzi dvoma kondenzátormi „Y“. Kapacitný bočník „X“ poskytuje ideálne vyváženie spoločného režimu, ale má aj nežiaduci vedľajší efekt diferenciálneho filtrovania signálu. Možno najbežnejšie riešenie a alternatívou k dolnopriepustnému filtru je tlmivka so spoločným režimom.
Bežná tlmivka je transformátor 1:1 s oboma vinutiami pôsobiacimi ako primárne a sekundárne. Pri tejto metóde prúd cez jedno vinutie indukuje opačný prúd v druhom vinutí. Bohužiaľ, bežné tlmivky sú tiež ťažké, drahé a citlivé. k poruche vyvolanej vibráciami.
Napriek tomu je vhodná tlmivka so spoločným režimom s dokonalým prispôsobením a väzbou medzi vinutiami transparentná pre diferenciálne signály a má vysokú impedanciu voči šumu so spoločným režimom. Jednou nevýhodou tlmivky so spoločným režimom je obmedzený frekvenčný rozsah kvôli parazitnej kapacite. Pre daný materiál jadra Čím vyššia je indukčnosť použitá na získanie nízkofrekvenčného filtrovania, tým viac závitov je potrebných, čo vedie k parazitným kapacitám, ktoré nemôžu prejsť vysokofrekvenčným filtrovaním.
Nesúlad medzi vinutiami v dôsledku mechanických výrobných tolerancií spôsobuje prepínanie režimov, kde sa časť energie signálu premení na šum bežného režimu a naopak. Táto situácia môže spôsobiť problémy s elektromagnetickou kompatibilitou a imunitou. Nesúlad tiež znižuje efektívnu indukčnosť každej vetvy.
V každom prípade tlmivky so spoločným režimom ponúkajú významné výhody oproti iným možnostiam, keď diferenciálny signál (priechod) pracuje v rovnakom frekvenčnom rozsahu ako šum spoločného režimu, ktorý musí byť odmietnutý. Použitím tlmivky so spoločným režimom je možné rozšíriť priepustné pásmo signálu. do pásma odmietnutia spoločného režimu.
Monolitické EMI filtre Hoci sú populárne tlmivky so spoločným režimom, možno použiť aj monolitické EMI filtre. Keď sú tieto viacvrstvové keramické komponenty správne rozmiestnené, poskytujú vynikajúce potlačenie šumu v spoločnom režime. Kombinujú dva vyvážené paralelné kondenzátory v jednom balení pre vzájomné potlačenie indukčnosti a tienenie .Tieto filtre používajú dve samostatné elektrické cesty v rámci jedného zariadenia pripojeného k štyrom externým prípojkám.
Aby sa predišlo nejasnostiam, treba poznamenať, že monolitické filtre EMI nie sú tradičné priechodné kondenzátory. Hoci vyzerajú rovnako (rovnaké balenie a vzhľad), majú veľmi odlišný dizajn a nie sú zapojené rovnakým spôsobom. Rovnako ako iné EMI filtre, monolitické EMI filtre tlmia všetku energiu nad špecifikovanú medznú frekvenciu a vyberajú, aby prepúšťali iba požadovanú energiu signálu, pričom odvádzajú nežiaduci šum na „zem“.
Kľúčom je však veľmi nízka indukčnosť a zodpovedajúca impedancia. V prípade monolitických filtrov EMI sú svorky vnútorne spojené so spoločnou referenčnou (tienením) elektródou v zariadení a dosky sú oddelené referenčnou elektródou. Elektrostaticky sú tri elektrické uzly sú tvorené dvoma kapacitnými polovicami, ktoré zdieľajú spoločnú referenčnú elektródu, všetky sú obsiahnuté v jednom keramickom tele.
Rovnováha medzi dvoma polovicami kondenzátora tiež znamená, že piezoelektrické efekty sú rovnaké a opačné, čím sa navzájom rušia. Tento vzťah tiež ovplyvňuje kolísanie teploty a napätia, takže komponenty na oboch linkách starnú rovnako. Ak existuje jedna nevýhoda týchto monolitických EMI filtre, je to tak, že nebudú fungovať, ak je šum v bežnom režime na rovnakej frekvencii ako diferenciálny signál.“ V tomto prípade je lepším riešením tlmivka v bežnom režime,“ povedal Cambrelin.
Prezrite si najnovšie čísla časopisu Design World a predchádzajúce čísla v ľahko použiteľnom a vysokokvalitnom formáte. Upravujte, zdieľajte a sťahujte ešte dnes s popredným časopisom o dizajne.
Najlepšie svetové fórum EE na riešenie problémov pokrývajúce mikrokontroléry, DSP, sieťovanie, analógový a digitálny dizajn, RF, výkonovú elektroniku, smerovanie PCB a ďalšie
Copyright © 2022 WTWH Media LLC.všetky práva vyhradené.Materiál na tejto stránke sa nesmie reprodukovať, distribuovať, prenášať, ukladať do vyrovnávacej pamäte ani inak používať bez predchádzajúceho písomného súhlasu WTWH MediaPrivacy Policy |Inzercia |O nás
Čas odoslania: 19. apríla 2022
