новини

Въпреки че дроселите с общ режим са популярни, друга възможност е монолитен EMI филтър. Ако оформлението е разумно, тези многослойни керамични компоненти могат да осигурят отлично потискане на шума в общ режим.
Много фактори увеличават количеството "шум" смущения, които могат да повредят или попречат на функционалността на електронните устройства. Днешната кола е типичен пример. В кола можете да намерите Wi-Fi, Bluetooth, сателитно радио, GPS системи и това е само началото. За да управлява този вид шумови смущения, индустрията обикновено използва екраниране и EMI филтри за елиминиране на нежелания шум. Но сега някои традиционни решения за елиминиране на EMI/RFI вече не са приложими.
Този проблем накара много производители на оригинално оборудване да избягват избори като 2-кондензатор диференциал, 3-кондензатор (един X кондензатор и два Y кондензатора), пропускащи филтри, дросели за общ режим или комбинация от тях, за да получат по-подходящи решения, като например в Monolithic EMI филтър с по-добро потискане на шума в по-малък пакет.
Когато електронното оборудване получава силни електромагнитни вълни, нежелани токове могат да бъдат индуцирани във веригата и да причинят неочаквана работа или да попречат на планираната работа.
EMI/RFI могат да бъдат под формата на проведени или излъчени емисии. Когато EMI се провежда, това означава, че шумът се разпространява по електрическите проводници. Когато шумът се разпространява във въздуха под формата на магнитно поле или радиовълни, възникват излъчвани EMI.
Дори ако енергията, приложена отвън, е малка, ако се смеси с радиовълни, използвани за излъчване и комуникация, това ще причини неуспешно приемане, необичаен звуков шум или прекъсване на видеото. Ако енергията е твърде силна, електронното оборудване може да се повреди.
Източниците включват естествен шум (като електростатичен разряд, осветление и други източници) и изкуствен шум (като контактен шум, използване на високочестотно оборудване за изтичане, вредно излъчване и др.). Като цяло, EMI/RFI шумът е шум от общ режим, така че решението е да се използват EMI филтри за елиминиране на нежеланите високи честоти като отделно устройство или вградени в печатна платка.
EMI филтър EMI филтърът обикновено се състои от пасивни компоненти, като кондензатори и индуктори, които са свързани, за да образуват верига.
„Индукторите позволяват преминаването на DC или нискочестотен ток, като същевременно блокират вредните нежелани високочестотни токове. Кондензаторите осигуряват път с нисък импеданс за прехвърляне на високочестотен шум от входа на филтъра обратно към захранването или заземяването“, каза Кристоф Камбрелин от Johanson Dielectrics, който каза, че компанията произвежда многослойни керамични кондензатори и EMI филтри.
Традиционните методи за филтриране в общ режим включват нискочестотни филтри, използващи кондензатори, които пропускат сигнали с честоти, по-ниски от избраната гранична честота, и отслабват сигнали с честоти, по-високи от граничната честота.
Обичайна отправна точка е да се приложи чифт кондензатори в диференциална конфигурация, като се използва кондензатор между всяка следа и земята на диференциалния вход. Кондензаторният филтър във всеки клон предава EMI/RFI към земята над определената честота на прекъсване. Тъй като тази конфигурация включва изпращане на сигнали с противоположна фаза през два проводника, тя подобрява съотношението сигнал/шум, като същевременно изпраща нежелан шум към земята.
„За съжаление стойността на капацитета на MLCC с диелектрици X7R (обикновено използвани за тази функция) варира значително в зависимост от времето, напрежението на отклонение и температурата“, каза Камбрелин.
„Така че дори ако тези два кондензатора са тясно съвпадащи при стайна температура и ниско напрежение, в даден момент, след като времето, напрежението или температурата се променят, те вероятно ще имат много различни стойности. Този вид несъответствие между две линии ще причини неравномерни отговори близо до границата на филтъра. Следователно той преобразува общия шум в диференциален шум.
Друго решение е да свържете кондензатор с голяма стойност "X" между двата кондензатора "Y". Кондензаторният шунт "X" може да осигури необходимия ефект на балансиране на общ режим, но ще доведе до нежелани странични ефекти при филтриране на диференциален сигнал. Може би най-често срещаното решение и алтернатива на нискочестотните филтри са дроселите за общ режим.
Дроселът за общ режим е трансформатор 1:1, в който и двете намотки действат като първична и вторична. При този метод токът, преминаващ през една намотка, индуцира противоположния ток в другата намотка. За съжаление дроселите с общ режим също са тежки, скъпи и податливи на повреда, причинена от вибрации.
Независимо от това, подходящ дросел за общ режим с перфектно съвпадение и свързване между намотките е прозрачен за диференциални сигнали и има висок импеданс за шум от общ режим. Един недостатък на дроселите в общ режим е ограниченият честотен диапазон, причинен от паразитен капацитет. За даден материал на сърцевината, колкото по-висока е индуктивността, използвана за получаване на по-нискочестотно филтриране, толкова по-голям е необходимият брой навивки и идващият с него паразитен капацитет, което прави високочестотното филтриране неефективно.
Несъответствията в механичните производствени допуски между намотките могат да причинят преобразуване на режима, при което част от енергията на сигнала се преобразува в общ режим на шум и обратно. Тази ситуация ще доведе до проблеми с електромагнитната съвместимост и имунитета. Несъответствието също намалява ефективната индуктивност на всеки крак.
Във всеки случай, когато диференциалният сигнал (пропускане) работи в същия честотен диапазон като шума в общ режим, който трябва да бъде потиснат, дроселът в общ режим има значително предимство пред другите опции. Използвайки дросели за общ режим, лентата на пропускане на сигнала може да бъде разширена до лентата за спиране на общ режим.
Монолитни EMI филтри Въпреки че дроселите с общ режим са популярни, друга възможност са монолитните EMI ​​филтри. Ако оформлението е разумно, тези многослойни керамични компоненти могат да осигурят отлично потискане на шума в общ режим. Те комбинират два балансирани паралелни кондензатора в един пакет, който има взаимно отменяне на индуктивността и екраниращи ефекти. Тези филтри използват два независими електрически пътя в едно устройство, свързано към четири външни връзки.
За да се предотврати объркване, трябва да се отбележи, че монолитният EMI филтър не е традиционен захранващ кондензатор. Въпреки че изглеждат еднакво (еднакъв пакет и външен вид), дизайнът им е доста различен и методите им на свързване също са различни. Подобно на други EMI филтри, едночиповият EMI филтър отслабва цялата енергия над определената честота на прекъсване и избира само необходимата енергия на сигнала за преминаване, като същевременно прехвърля нежелания шум към „земята“.
Ключът обаче е много ниска индуктивност и съгласуван импеданс. За монолитен EMI филтър терминалът е вътрешно свързан към общия референтен (екраниращ) електрод в устройството, а платката е разделена от референтния електрод. По отношение на статичното електричество, трите електрически възела се образуват от две капацитивни половини, които споделят общ референтен електрод, всички референтни електроди се съдържат в едно керамично тяло.
Балансът между двете половини на кондензатора също означава, че пиезоелектричните ефекти са равни и противоположни, като взаимно се компенсират. Тази връзка също влияе върху промените в температурата и напрежението, така че компонентите на двете линии имат еднаква степен на стареене. Ако тези монолитни EMI филтри имат недостатък, те не могат да се използват, ако шумът в общ режим е със същата честота като диференциалния сигнал. „В този случай дроселът с общ режим е по-добро решение“, каза Камбрелин.
Разгледайте последния брой на Design World и минали издания в лесен за използване формат с високо качество. Редактирайте, споделяйте и изтегляйте незабавно с водещи списания за проектиране.
Най-добрият в света EE форум за решаване на проблеми, обхващащ микроконтролери, DSP, мрежи, аналогов и цифров дизайн, RF, силова електроника, окабеляване на печатни платки и др.
Engineering Exchange е глобална образователна онлайн общност за инженери. Свържете се, споделяйте и научете днес »
Авторско право © 2021 WTWH Media LLC. всички права запазени. Без предварителното писмено разрешение на WTWH MediaPrivacy Policy |, материалите на този уебсайт не могат да бъдат копирани, разпространявани, предавани, кеширани или използвани по друг начин. Реклама | За нас