APEC: IC multiplicador de capacitancia Y reduce los inductores EMC

Actualización: 22 de marzo de 2023
APEC: IC multiplicador de capacitancia Y reduce los inductores EMC

En principio, los circuitos integrados implementan un multiplicador de capacitancia circuito para emular la Y-condensadores en un diseño de filtro pasivo convencional.

Lo hacen mientras están sentados entre inductores y condensadores de filtro más pequeños (diagrama superior) mientras se suman los componentes de alta frecuencia de los voltajes de los dos o cuatro conductores de alimentación de CA, y luego se inyecta una corriente de CA en contrafase derivada de estas señales de vuelta al neutro.

Compare el circuito activo con este circuito de filtro EMC pasivo convencional

“La capacitancia activa efectiva está determinada por la ganancia del circuito y la capacitancia de inyección”, según TI. “Las impedancias de detección e inyección del filtro EMC activo utilizan valores de capacitancia relativamente bajos con componente pequeño
huellas.”

[Desplácese hasta la parte inferior de este artículo para ver una discusión sobre dónde fluyen exactamente las corrientes en este esquema]

Cualquiera que sea el mecanismo, el resultado, dijo TI, es una ruta de baja impedancia para el ruido de modo común que permite "15 a 25 dB de reducción de ruido CM sobre, por ejemplo, 150 kHz a 3 MHz, lo que ayuda a reducir el tamaño de los estranguladores de modo común". . También dijo: "hasta 30dB entre 100kHz y 3MHz" y que son capaces de "ayudar a cumplir con los límites EMI CISPR 25 Clase 5 para emisiones conducidas y radiadas".

La diferencia entre las versiones monofásica y trifásica es solo la cantidad de entradas proporcionadas para detectar voltajes: dos o cuatro respectivamente (diagrama a la izquierda, la Tres fases versión tiene cuatro resistencias de carga de entrada). Todas estas señales se suman internamente en una sola señal de CA, que se filtra adecuadamente antes de volver a inyectarla.

Los condensadores de detección e inyección (ver diagramas) tienen que ser componentes con clasificación Y.

Los otros componentes pasivos en la salida son para amortiguación, para administrar la resonancia entre la inductancia de estrangulador de modo común que aún se necesita y la capacitancia de inyección, que aparecen en la ganancia del bucle activo como un par de ceros complejos.

Hay cuatro dispositivos: TPSF12C1 y TPSF12C3 para aplicaciones comerciales monofásicas y trifásicas, luego TPSF12C1-Q1 y TPSF12C3-Q1 para uso automotriz. La producción en volumen está programada para el segundo trimestre de 2023, y los circuitos integrados de filtro EMI activos adicionales aparecerán más adelante este año.

El funcionamiento es de más de 8 a 16 V (18 V soportados) y hasta 105 °C de temperatura ambiente (150 °C de empalme).

Las protecciones incluyenvoltaje bloqueo y apagado térmico, y hay una almohadilla de habilitación.

“Cumplen con los requisitos de inmunidad contra sobretensiones IEC 61000-4-5, lo que minimiza la necesidad de componentes de protección externos, como diodos de supresión de voltaje transitorio”, dijo TI.

El embalaje es de 4.2 x 3.3 mm 14pad SOT-23

Se prevén aplicaciones en cargadores a bordo, servidores y fuentes de alimentación ininterrumpida.

Esta nota de aplicación tiene la información más clara sobre estos circuitos integrados e incluye un ejemplo de Inductor reducción de tamaño

Electronics Weekly reflexiona sobre cómo funciona este esquema (Lea la respuesta de TI inmediatamente debajo de esto, que dice que esta ponderación es incorrecta, aunque no explica dónde están los bucles de corriente inyectados. En caso de que sea un problema de nomenclatura, se han enviado más preguntas sobre los bucles de corriente asociados con la corriente inyectada) .
EW está reflexionando:
La literatura de TI menciona mucho la inyección de corriente en la línea neutra, pero Electronics Weekly no parece que la terminal de tierra (y el desacoplamiento de Vdd+) de la IC está haciendo la mayor parte del trabajo. La tierra del IC está conectada a tierra EMC, y la energía EMC de modo común se vierte a través de aquí, tal como sería con los condensadores Y normales, pero la ganancia en el circuito disminuye la necesaria. condensador El Tamaño.
Los condensadores Y en un diseño pasivo se reemplazan por la ganancia más CNJI y un camino a través de los condensadores X existentes; de hecho, el IC y su circuito han convertido parte del ruido de modo común en ruido diferencial que puede ser tratado por los condensadores X. En un sistema trifásico sin neutro, CNJI tendría que ser reemplazado con una estrella de tres condensadores.

Pregunta EW: ¿Se elimina el ruido de modo común al inyectar corriente alterna a tierra a través del pin de conexión a tierra del IC?
Respuesta de TI: No, se inyecta una corriente CA en las líneas eléctricas que es igual en amplitud pero opuesta en fase para cancelar el ruido CM.

Pregunta EW: Si es así, y si esta corriente es relativa a la línea neutra: ¿Este circuito está convirtiendo parte del ruido de modo común suprimido en ruido diferencial, que todavía está presente en la línea de alimentación no neutra (o líneas, en tres fases)? )
Respuesta de TI: No, el ruido de CM no se está convirtiendo en ruido de DM. El ruido DM aún puede existir en las líneas eléctricas, pero el AEF reduce específicamente el ruido CM. El ruido CM domina en las frecuencias más bajas a través de la contribución de las capacitancias parásitas del sistema y es el principal responsable del gran tamaño del filtro.