• sns01
  • sns02
  • sns03
  • instagram (1)

Skupno načinsko filtriranje šuma z uporabo monolitnih EMI filtrov

Čeprav so običajne dušilke priljubljene, je alternativa lahko monolitni EMI filter. Če so te večplastne keramične komponente pravilno postavljene, zagotavljajo odlično zavrnitev skupnega načina šuma.
Številni dejavniki povečajo količino "šumnih" motenj, ki lahko poškodujejo ali motijo ​​delovanje elektronske opreme. Današnji avtomobili so odličen primer. V avtomobilu boste našli Wi-Fi, Bluetooth, satelitski radio, sisteme GPS in to je šele začetek. Za obvladovanje teh hrupnih motenj industrija običajno uporablja zaščito in filtre EMI za odpravo neželenega hrupa. Vendar nekatere tradicionalne rešitve za odpravo EMI/RFI ne zadostujejo več.
Zaradi te težave se mnogi proizvajalci originalne opreme izogibajo uporabi diferencialov z 2 kondenzatorjema, 3 kondenzatorjev (en kondenzator X in 2 kondenzatorja Y), pretočnih filtrov, skupnih dušilk ali kombinacije teh za primernejšo rešitev, kot je monolitni filter EMI z boljša zavrnitev šuma v manjšem paketu.
Ko elektronska oprema prejme močne elektromagnetne valove, se lahko v tokokrogu inducirajo neželeni tokovi in ​​povzročijo nenamerno delovanje – ali motijo ​​predvideno delovanje.
EMI/RFI so lahko v obliki prevodnih ali sevanih emisij. Ko je EMI prevoden, to pomeni, da hrup potuje po električnih vodnikih. Sevani EMI nastanejo, ko hrup potuje po zraku v obliki magnetnih polj ali radijskih valov.
Tudi če je energija, dovedena od zunaj, majhna, lahko, če se pomeša z radijskimi valovi, ki se uporabljajo za oddajanje in komunikacijo, povzroči izgubo sprejema, neobičajen šum v zvoku ali prekinitev videa. Če je energija premočna, lahko poškoduje elektronsko opremo.
Viri vključujejo naravni hrup (npr. elektrostatična razelektritev, razsvetljava in drugi viri) in hrup, ki ga povzroči človek (npr. kontaktni hrup, puščanje opreme, ki uporablja visoke frekvence, neželene emisije itd.). Običajno je hrup EMI/RFI hrup običajnega načina , zato je rešitev uporaba filtra EMI za odstranjevanje nezaželenih visokih frekvenc, bodisi kot ločena naprava bodisi vdelana v vezje.
EMI filtri EMI filtri so običajno sestavljeni iz pasivnih komponent, kot so kondenzatorji in induktorji, ki so povezani v vezje.
»Induktorji omogočajo prehod enosmernega ali nizkofrekvenčnega toka, medtem ko blokirajo neželene, neželene visokofrekvenčne tokove.Kondenzatorji zagotavljajo pot z nizko impedanco za preusmeritev visokofrekvenčnega šuma od vhoda filtra do napajalne ali ozemljitvene povezave,« je povedal Christophe Cambrelin iz podjetja za proizvodnjo kondenzatorjev Johanson Dielectrics.EMI filter.
Tradicionalne metode filtriranja skupnega načina vključujejo nizkopasovne filtre z uporabo kondenzatorjev, ki prepuščajo signale s frekvencami pod izbrano mejno frekvenco in dušijo signale s frekvencami nad mejno frekvenco.
Običajno izhodišče je uporaba para kondenzatorjev v diferencialni konfiguraciji, z enim kondenzatorjem med vsako sledjo diferencialnega vhoda in ozemljitvijo. Kapacitivni filtri v vsaki nogi preusmerijo EMI/RFI na ozemljitev nad določeno mejno frekvenco. Ker ta konfiguracija vključuje pošiljanje signalov nasprotnih faz po obeh žicah, se izboljša razmerje med signalom in šumom, medtem ko se neželeni šum pošlje na tla.
"Na žalost se lahko vrednost kapacitivnosti MLCC-jev z dielektriki X7R (običajno uporabljenimi za to funkcijo) močno razlikuje glede na čas, prednapetost in temperaturo," je dejal Cambrelin.
»Torej, čeprav se dva kondenzatorja v določenem času pri sobni temperaturi pri nizki napetosti zelo ujemata, bosta verjetno imela zelo različne vrednosti, ko se čas, napetost ali temperatura spremenijo.Ta neusklajenost med obema žicama bo povzročila neenake odzive blizu meje filtra.Zato pretvori skupni šum v diferencialni šum.«
Druga rešitev je premostitev kondenzatorja velike vrednosti "X" med dvema kondenzatorjema "Y". Kapacitivni shunt "X" zagotavlja idealno ravnotežje skupnega načina, vendar ima tudi nezaželen stranski učinek diferencialnega filtriranja signala. Morda najpogostejša rešitev in alternativa nizkopasovnemu filtru je običajna dušilka.
Skupna dušilka je transformator 1:1 z obema navitjema, ki delujeta kot primarni in sekundarni. Pri tej metodi tok skozi eno navitje inducira nasprotni tok v drugem navitju. Na žalost so običajne dušilke tudi težke, drage in dovzetne do okvare zaradi vibracij.
Kljub temu je ustrezna skupna dušilka s popolnim ujemanjem in sklopitvijo med navitji prosojna za diferencialne signale in ima visoko impedanco za običajni šum. Ena od pomanjkljivosti skupnih dušilk je omejeno frekvenčno območje zaradi parazitske kapacitivnosti. Za dani material jedra višja kot je induktivnost, uporabljena za nizkofrekvenčno filtriranje, več obratov je potrebnih, kar povzroči parazitske kapacitivnosti, ki ne morejo prestati visokofrekvenčnega filtriranja.
Neusklajenost med navitji zaradi mehanskih proizvodnih toleranc povzroči preklapljanje med načini, kjer se del energije signala pretvori v običajni šum in obratno. Ta situacija lahko povzroči težave z elektromagnetno združljivostjo in odpornostjo. Neusklajenost tudi zmanjša efektivno induktivnost vsakega kraka.
V vsakem primeru imajo navadne dušilke znatne prednosti pred drugimi možnostmi, ko diferencialni signal (prehod) deluje v istem frekvenčnem območju kot navadni šum, ki ga je treba zavrniti. Z uporabo običajne dušilke je mogoče razširiti prepustni pas signala na zavrnitveni pas skupnega načina.
Monolitni filtri EMI Čeprav so običajne dušilke priljubljene, je mogoče uporabiti tudi monolitne filtre EMI. Ko so te večplastne keramične komponente pravilno nameščene, zagotavljajo odlično zavrnitev hrupa skupnega načina. Združujejo dva uravnotežena kondenzatorja v enem paketu za medsebojno izničenje induktivnosti in zaščito .Ti filtri uporabljajo dve ločeni električni poti znotraj ene naprave, povezane s štirimi zunanjimi povezavami.
Da bi se izognili zmedi, je treba opozoriti, da monolitni EMI filtri niso tradicionalni pretočni kondenzatorji. Čeprav so videti enaki (enaka embalaža in videz), se zelo razlikujejo po zasnovi in ​​niso povezani na enak način. Kot drugi EMI filtri, monolitni filtri EMI oslabijo vso energijo nad določeno mejno frekvenco in izberejo prepuščanje samo želene energije signala, medtem ko neželeni šum preusmerijo na "zemljo".
Vendar je ključna zelo nizka induktivnost in ustrezna impedanca. Pri monolitnih filtrih EMI so priključki interno povezani s skupno referenčno (oklopno) elektrodo znotraj naprave, plošče pa so ločene z referenčno elektrodo. Elektrostatično so tri električna vozlišča tvorita dve kapacitivni polovici, ki imata skupno referenčno elektrodo, vse pa sta v enem samem keramičnem telesu.
Ravnovesje med obema polovicama kondenzatorja pomeni tudi, da sta piezoelektrična učinka enaka in nasprotna ter se med seboj izničita. To razmerje vpliva tudi na variacijo temperature in napetosti, zato se komponente na obeh linijah starajo enako. Če obstaja ena slaba stran teh monolitnih EMI filtri, ne bodo delovali, če je skupni šum na isti frekvenci kot diferencialni signal.«V tem primeru je skupna dušilka boljša rešitev,« je dejal Cambrelin.
Brskajte po najnovejših številkah Design Worlda in prejšnjih številkah v visokokakovostnem formatu, ki je enostaven za uporabo. Uredite, delite in prenesite danes z vodilno revijo za inženiring oblikovanja.
Najboljši svetovni EE forum za reševanje problemov, ki pokriva mikrokrmilnike, DSP, mreženje, analogno in digitalno oblikovanje, RF, močnostno elektroniko, usmerjanje tiskanih vezij in več
Copyright © 2022 WTWH Media LLC. vse pravice pridržane. Gradiva na tem mestu ni dovoljeno reproducirati, distribuirati, prenašati, predpomniti ali kako drugače uporabljati brez predhodnega pisnega dovoljenja WTWH Media. Politika zasebnosti | Oglaševanje |O nas


Čas objave: 19. aprila 2022