správy

Hoci sú bežné tlmivky populárne, ďalšou možnosťou je monolitický EMI filter. Ak je rozloženie rozumné, tieto viacvrstvové keramické komponenty môžu poskytnúť vynikajúce potlačenie hluku v bežnom režime.
Množstvo faktorov zvyšuje množstvo „šumu“, ktoré môže poškodiť alebo narušiť funkčnosť elektronických zariadení. Dnešné auto je typickým príkladom. V aute nájdete Wi-Fi, Bluetooth, satelitné rádio, GPS systémy, a to je len začiatok. Aby bolo možné zvládnuť tento druh rušenia šumom, priemysel zvyčajne používa tienenie a filtre EMI na odstránenie nežiaduceho šumu. Teraz však niektoré tradičné riešenia na elimináciu EMI/RFI už nie sú použiteľné.
Tento problém spôsobil, že mnohí výrobcovia OEM sa vyhýbali voľbám, ako je 2-kondenzátorový diferenciál, 3-kondenzátor (jeden X kondenzátor a dva Y kondenzátory), priechodné filtre, tlmivky so spoločným režimom alebo ich kombinácie, aby získali vhodnejšie riešenia. Napríklad v Monolithic EMI filtri s lepším potlačením šumu v menšom balení.
Keď elektronické zariadenie prijíma silné elektromagnetické vlny, v obvode sa môžu indukovať nežiaduce prúdy, ktoré môžu spôsobiť neočakávanú činnosť – alebo narušiť zamýšľanú činnosť.
EMI/RFI môže byť vo forme vedených alebo vyžarovaných emisií. Keď sa vedie EMI, znamená to, že hluk sa šíri pozdĺž elektrických vodičov. Keď sa hluk šíri vzduchom vo forme magnetického poľa alebo rádiových vĺn, dochádza k vyžarovaniu EMI.
Aj keď je energia aplikovaná zvonka malá, ak sa zmieša s rádiovými vlnami používanými na vysielanie a komunikáciu, spôsobí to zlyhanie príjmu, abnormálny zvuk alebo prerušenie videa. Ak je energia príliš silná, elektronické zariadenie sa môže poškodiť.
Medzi zdroje patrí prirodzený hluk (ako elektrostatický výboj, osvetlenie a iné zdroje) a umelý hluk (ako kontaktný hluk, používanie vysokofrekvenčných zvodových zariadení, škodlivé žiarenie atď.). Vo všeobecnosti je šum EMI/RFI šumom bežného režimu, takže riešením je použiť filtre EMI na elimináciu nežiaducich vysokých frekvencií ako samostatné zariadenie alebo zabudované do dosky plošných spojov.
EMI filter EMI filter sa zvyčajne skladá z pasívnych komponentov, ako sú kondenzátory a tlmivky, ktoré sú spojené do obvodu.
„Tlmivky umožňujú prechod jednosmerného alebo nízkofrekvenčného prúdu a zároveň blokujú škodlivé nežiaduce vysokofrekvenčné prúdy. Kondenzátory poskytujú cestu s nízkou impedanciou na prenos vysokofrekvenčného šumu zo vstupu filtra späť do napájacieho alebo uzemňovacieho spojenia,“ povedal Johanson Dielectrics Christophe Cambrelin povedal, že spoločnosť vyrába viacvrstvové keramické kondenzátory a EMI filtre.
Tradičné metódy filtrovania so spoločným režimom zahŕňajú dolnopriepustné filtre využívajúce kondenzátory, ktoré prepúšťajú signály s frekvenciami nižšími ako je zvolená medzná frekvencia a tlmia signály s frekvenciami vyššími ako medzná frekvencia.
Spoločným východiskovým bodom je použitie páru kondenzátorov v diferenciálnej konfigurácii s použitím kondenzátora medzi každou stopou a zemou diferenciálneho vstupu. Kondenzátorový filter v každej vetve prenáša EMI/RFI na zem nad stanovenú medznú frekvenciu. Keďže táto konfigurácia zahŕňa vysielanie signálov opačnej fázy cez dva vodiče, zlepšuje pomer signálu k šumu a vysiela nežiaduci šum do zeme.
"Bohužiaľ, hodnota kapacity MLCC s dielektrikom X7R (zvyčajne používaným pre túto funkciu) sa výrazne líši v závislosti od času, predpätia a teploty, " povedal Cambrelin.
"Takže aj keď sú tieto dva kondenzátory tesne zhodné pri izbovej teplote a nízkom napätí, v danom čase, keď sa zmení čas, napätie alebo teplota, pravdepodobne skončia s veľmi odlišnými hodnotami. Tento druh medzi dvoma riadkami Nezhoda spôsobí nerovnaké odozvy blízko hranice filtra. Preto premieňa šum bežného režimu na diferenciálny šum.
Ďalším riešením je premostenie kondenzátora „X“ s veľkou hodnotou medzi dvoma kondenzátormi „Y“. Kondenzátorový skrat „X“ môže poskytnúť požadovaný vyvážený efekt spoločného režimu, ale bude produkovať nežiaduce vedľajšie efekty filtrovania diferenciálneho signálu. Asi najbežnejším riešením a alternatívou k dolnopriepustným filtrom sú tlmivky so spoločným režimom.
Bežná tlmivka je transformátor 1:1, v ktorom obe vinutia fungujú ako primárne a sekundárne. Pri tejto metóde prúd prechádzajúci jedným vinutím indukuje opačný prúd v druhom vinutí. Bohužiaľ, bežné tlmivky sú tiež ťažké, drahé a náchylné na poruchy spôsobené vibráciami.
Napriek tomu vhodná tlmivka so spoločným režimom s dokonalým prispôsobením a väzbou medzi vinutiami je transparentná pre diferenciálne signály a má vysokú impedanciu voči šumu v spoločnom režime. Jednou nevýhodou tlmiviek so spoločným režimom je obmedzený frekvenčný rozsah spôsobený parazitnou kapacitou. Pre daný materiál jadra platí, že čím vyššia je indukčnosť použitá na získanie filtrovania nižšej frekvencie, tým väčší je počet požadovaných závitov a parazitná kapacita, ktorá je s tým spojená, čím sa vysokofrekvenčné filtrovanie stáva neúčinným.
Nesúlad v mechanickej výrobnej tolerancii medzi vinutiami môže spôsobiť konverziu režimu, pri ktorej sa časť energie signálu premení na šum bežného režimu a naopak. Táto situácia spôsobí problémy s elektromagnetickou kompatibilitou a imunitou. Nesúlad tiež znižuje efektívnu indukčnosť každej nohy.
V každom prípade, keď diferenciálny signál (priepust) pracuje v rovnakom frekvenčnom rozsahu ako bežný režim šumu, ktorý musí byť potlačený, má tlmivka so spoločným režimom významnú výhodu oproti iným možnostiam. Použitím tlmiviek so spoločným režimom môže byť priepustné pásmo signálu rozšírené na stop pásmo spoločného režimu.
Monolitické EMI filtre Hoci sú bežné tlmivky populárne, ďalšou možnosťou sú monolitické EMI filtre. Ak je rozloženie rozumné, tieto viacvrstvové keramické komponenty môžu poskytnúť vynikajúce potlačenie hluku v bežnom režime. Kombinujú dva symetrické paralelné kondenzátory v jednom puzdre, ktoré má vzájomné potlačenie indukčnosti a tieniace účinky. Tieto filtre používajú dve nezávislé elektrické cesty v jednom zariadení pripojenom k ​​štyrom externým pripojeniam.
Aby sa predišlo nejasnostiam, treba poznamenať, že monolitický filter EMI nie je tradičným priechodným kondenzátorom. Aj keď vyzerajú rovnako (rovnaký obal a vzhľad), ich dizajn je dosť odlišný a spôsoby pripojenia sú tiež odlišné. Rovnako ako iné filtre EMI, aj monolitický filter EMI tlmí všetku energiu nad špecifikovanú medznú frekvenciu a vyberá iba potrebnú energiu signálu, ktorá má prejsť, pričom prenáša nežiaduci šum na „zem“.
Kľúčová je však veľmi nízka indukčnosť a prispôsobená impedancia. Pre monolitický EMI filter je svorka vnútorne spojená so spoločnou referenčnou (tienením) elektródou v zariadení a doska je oddelená referenčnou elektródou. Z hľadiska statickej elektriny sú tri elektrické uzly tvorené dvoma kapacitnými polovicami, ktoré zdieľajú spoločnú referenčnú elektródu, všetky referenčné elektródy sú obsiahnuté v jednom keramickom tele.
Rovnováha medzi dvoma polovicami kondenzátora tiež znamená, že piezoelektrické efekty sú rovnaké a opačné, pričom sa navzájom rušia. Tento vzťah ovplyvňuje aj zmeny teploty a napätia, takže súčiastky na dvoch vedeniach majú rovnaký stupeň starnutia. Ak majú tieto monolitické EMI filtre nevýhodu, nemožno ich použiť, ak má šum spoločného režimu rovnakú frekvenciu ako diferenciálny signál. "V tomto prípade je lepším riešením tlmivka spoločného režimu," povedal Cambrelin.
Prezrite si najnovšie vydanie časopisu Design World a minulé vydania v ľahko použiteľnom a vysokokvalitnom formáte. Okamžite upravujte, zdieľajte a sťahujte pomocou popredných časopisov o dizajne.
Najlepšie svetové fórum EE na riešenie problémov, pokrývajúce mikrokontroléry, DSP, sieťovanie, analógový a digitálny dizajn, RF, výkonovú elektroniku, PCB kabeláž atď.
Engineering Exchange je globálna vzdelávacia online komunita pre inžinierov. Pripojte sa, zdieľajte a učte sa ešte dnes »
Copyright © 2021 WTWH Media LLC. všetky práva vyhradené. Bez predchádzajúceho písomného súhlasu WTWH MediaPrivacy Policy | sa materiály na tejto webovej stránke nesmú kopírovať, distribuovať, prenášať, ukladať do vyrovnávacej pamäte ani inak používať. Reklama | O nás