APEC : le circuit intégré multiplicateur de capacité Y réduit les inductances CEM

En principe, les CI implémentent un multiplicateur de capacité circuit émuler le Y-Condensateurs dans une conception de filtre passif classique.

Ils le font lorsqu'ils sont assis parmi des inductances et des condensateurs de filtre plus petits (diagramme du haut) tout en sommant les composantes haute fréquence des tensions des deux ou quatre conducteurs de puissance alternatifs, puis en réinjectant dans le neutre un courant alternatif en opposition de phase dérivé de ces signaux.

Comparez le circuit actif avec ce circuit de filtre CEM passif conventionnel

"La capacité active effective est définie par le gain du circuit et la capacité d'injection", selon TI. "Les impédances de détection et d'injection du filtre CEM actif utilisent des valeurs de capacité relativement faibles avec de petits composants
empreintes de pas.

[Faites défiler vers le bas de cet article pour une discussion sur où exactement les courants circulent dans ce schéma]

Quel que soit le mécanisme, le résultat, a déclaré TI, est un chemin à faible impédance pour le bruit en mode commun permettant "15 à 25 dB de réduction du bruit CM sur, par exemple, 150 kHz à 3 MHz, aidant à réduire la taille des selfs en mode commun" . Il a également déclaré: "jusqu'à 30 dB entre 100 kHz et 3 MHz" et qu'ils sont capables de "contribuer à respecter les limites EMI CISPR 25 classe 5 pour les émissions conduites et rayonnées".

La différence entre les versions monophasées et triphasées n'est que le nombre d'entrées fournies pour détecter les tensions - deux ou quatre respectivement (schéma à gauche, Trois phases version a quatre résistances de charge d'entrée). Tous ces signaux sont sommés en interne en un seul signal alternatif, qui est filtré de manière appropriée avant d'être réinjecté.

Les condensateurs de détection et d'injection (voir les schémas) doivent être des composants classés Y.

Les autres composants passifs sur la sortie sont destinés à l'amortissement - pour gérer la résonance entre l'inductance d'arrêt en mode commun encore nécessaire et la capacité d'injection - qui apparaissent dans le gain de boucle active sous la forme d'une paire de zéros complexes.

Il existe quatre appareils : TPSF12C1 et TPSF12C3 pour les applications commerciales monophasées et triphasées, puis TPSF12C1-Q1 et TPSF12C3-Q1 pour l'automobile. La production en volume est prévue pour le deuxième trimestre de 2023, avec des circuits intégrés de filtre EMI actifs supplémentaires apparaissant plus tard cette année.

Le fonctionnement est supérieur à 8 à 16V (18V supportés) et jusqu'à 105°C ambiant (jonction 150°C).

Les protections incluent sous-Tension verrouillage et arrêt thermique, et il y a un tampon d'activation.

Ils "répondent aux exigences d'immunité aux surtensions CEI 61000-4-5, minimisant le besoin de composants de protection externes tels que les diodes de suppression de tension transitoire", a déclaré TI.

L'emballage est de 4.2 x 3.3 mm 14 pad SOT-23

Des applications sont prévues dans les chargeurs embarqués, les serveurs et les alimentations sans interruption.

Cette note d'application contient les informations les plus claires sur ces circuits intégrés et comprend un exemple de Inducteur broyage

Electronics Weekly s'interroge sur le fonctionnement de ce programme (Veuillez lire la réponse de TI immédiatement en dessous, disant que cette réflexion est fausse, mais sans expliquer où se trouvent les boucles de courant injectées. Juste au cas où il s'agirait d'un problème de nomenclature, d'autres questions ont été envoyées concernant les boucles de courant associées au courant injecté) .
EW réfléchit :
La littérature TI mentionne beaucoup l'injection de courant dans la ligne neutre, mais pas, semble-t-il à Electronics Weekly, que la borne de terre (et Vdd + découplage) du IC is doing the bulk of the work. The IC’s ground is connected to EMC ground, and common-mode EMC energy is dumped through here, just as it would be with normal Y-capacitors – but the gain in the circuit decreases the necessary condensateur Taille.
Les condensateurs Y dans une conception passive sont remplacés par le gain plus C_INJ et un chemin à travers les condensateurs X existants - en effet, le circuit intégré et son circuit ont converti une partie du bruit de mode commun en bruit différentiel qui peut être traité par les condensateurs X. Dans un système triphasé sans neutre, C_INJ devrait être remplacé par une étoile de trois condensateurs.

Question EW : le bruit de mode commun est-il supprimé en injectant du courant alternatif dans la terre via la broche de connexion à la terre du circuit intégré ?
Réponse TI : Non, un courant alternatif est injecté dans les lignes électriques qui est égal en amplitude mais opposé en phase pour annuler le bruit CM.

Question EW : Si oui, et si ce courant est relatif à la ligne neutre : ce circuit transforme-t-il une partie du bruit de mode commun supprimé en bruit différentiel - qui est toujours présent sur la ligne électrique non neutre (ou les lignes, en triphasé )
Réponse de TI : Non, le bruit CM n'est pas converti en bruit DM. Le bruit DM peut toujours exister dans les lignes électriques, mais le bruit CM est spécifiquement réduit par l'AEF. Le bruit CM domine aux basses fréquences grâce à la contribution des capacités parasites du système et est principalement responsable de la grande taille du filtre.