Як вибрати EMI Power Filter CUI Inc.

6 серпня 2019 р. Рон Стулл - 7 хвилин читання

power

Блоки живлення в режимі перемикання за своєю суттю є шумними щодо електромагнітних випромінювань (ЕМІ). Швидке перемикання вузлів високої напруги та струму призводить до відносно великих значень di/dt та dv/dt в ланцюзі, що спричиняє випромінювання шуму в широкому діапазоні частот. Регулюючі органи в більшості країн встановлюють обмеження щодо кількості електромагнітних шумів, які можуть видаватися. В результаті багато часу та зусиль відводиться на пом'якшення джерел шуму та фільтрацію залишків шуму. Однак, хоча ці джерела живлення будуть відповідати нормативним вимогам під час тестування окремо, їх додавання до системи може призвести до ненавмисних електромагнітних випромінювань, що вимагатиме додаткової фільтрації для отримання дозволу регулятора. Готові EMI-фільтри, якщо вони правильно підібрані, є простим способом покращити викиди та відповідати нормам.

ЕМІ та фон електромагнітної сумісності

Маючи справу з електромагнітною сумісністю (ЕМС), проблема зазвичай моделюється з трьох компонентів: джерел, шляхів та рецепторів.

Джерелами є ті пристрої або вузли ланцюга, які створюють перешкоди. Окрім самого джерела живлення, сюди можуть входити інші пристрої, такі як мікропроцесори, відеодрайвери, радіочастотні генератори тощо.

Шум, що генерується джерелом, має два шляхи, якими він потім може рухатися. Перший - це випромінюваний шлях, який є електромагнітною енергією, що поширюється в космос і зв’язується з іншими системами. Другий - провідний шлях, по якому сигнал проходить через провідники системи (наприклад, сліди та площини друкованої плати, відводи компонентів, вхідна проводка тощо). Це може знову потрапити в електромережі та вплинути на інше обладнання, яке живиться від цієї лінії.

Рецептори - це ті пристрої, які вловлюють шум, що видається джерелом, і на які впливають перешкоди. Рецептори можуть включати майже кожну аналогову та цифрову схему.

При тестуванні на ЕМС регулятор буде перевіряти проводиться та випромінюваний електромагнітний випромінювання окремо. Кожен має свої межі та діапазон частот, а також власний метод придушення. Випромінювані випромінювання охоплюють більш високий діапазон частот (як правило, від 30 МГц до 1000 МГц), і, оскільки шум рухається в космосі, він обмежений у способі управління. Окрім використання належної схеми компонування та проектування схеми для зменшення шуму у джерелі, екранування може використовуватися для стримування випромінюваного шуму. З іншого боку, провідні випромінювання охоплюють нижчий діапазон частот (як правило, від 0,15 МГц до 30 МГц), і, оскільки вони проходять через провідники, їх можна контролювати за допомогою електричних фільтруючих компонентів. Дизайнер, додаючи фільтрування EMI, може вибрати його розсудливо або обрати готовий EMI-фільтр.

EMI-фільтри та системні вимоги

Для інженерів, які обирають готовий фільтр EMI, може виникнути певна плутанина щодо того, як правильно вибрати фільтр для своєї системи. Першим кроком є ​​переконання, що фільтр EMI відповідає основним електричним вимогам. Серед важливих пунктів для огляду:

  • Номінальна напруга, що є максимальною напругою, яку можна подати на вхід. Перевищення цього може пошкодити компоненти всередині фільтра.
  • Напруга ізоляції, що є коефіцієнтом ізоляції, виміряним між кожною вхідною лінією та землею/землею шасі (немає ізоляції між входом і виходом).
  • Номінальний струм, що є максимальним струмом, який може проходити через фільтр ЕМІ у зазначеному діапазоні робочих температур.
  • Робоча температура, що є максимальною температурою, якою може працювати пристрій.
  • Струм витоку, що є струмом, що протікає через землю/землю шасі. Фільтр ЕМІ додаватиме струм витоку на додаток до самого джерела живлення. З міркувань безпеки струм витоку має регламентовані межі, і внесок витоку фільтром повинен враховуватися розробником.