APEC: IC pengali kapasitansi Y mengecilkan induktor EMC

Pada prinsipnya, IC menerapkan pengganda kapasitansi sirkit meniru Y-Kapasitor dalam desain filter pasif konvensional.

Mereka melakukannya sambil duduk di antara induktor dan kapasitor filter yang lebih kecil (diagram atas) sambil menjumlahkan komponen frekuensi tinggi tegangan dari dua atau empat konduktor daya ac, dan kemudian menginjeksikan arus ac anti-fase yang berasal dari sinyal ini kembali ke netral.

Bandingkan rangkaian aktif dengan rangkaian filter EMC pasif konvensional ini

“Kapasitansi aktif yang efektif diatur oleh penguatan sirkuit dan kapasitansi injeksi,” menurut TI. “Penginderaan filter EMC aktif dan impedansi injeksi menggunakan nilai kapasitansi yang relatif rendah dengan komponen kecil
jejak kaki.”

[Gulir ke bawah artikel ini untuk diskusi tentang di mana tepatnya arus mengalir dalam skema ini]

Apa pun mekanismenya, hasilnya, kata TI, adalah jalur impedansi rendah untuk derau mode-umum yang memungkinkan "15 hingga 25dB pengurangan derau CM, misalnya, 150kHz hingga 3MHz, membantu mengurangi ukuran tersedak mode-umum" . Ia juga mengatakan: "sebanyak 30dB di antara 100kHz dan 3MHz" dan bahwa mereka mampu "membantu memenuhi batas EMI CISPR 25 Kelas 5 untuk emisi terkonduksi dan terpancar".

Perbedaan antara versi fase tunggal dan tiga hanya jumlah input yang disediakan untuk merasakan tegangan - masing-masing dua atau empat (diagram kiri, yang Tiga fase versi memiliki empat resistor beban masukan). Semua sinyal ini dijumlahkan secara internal menjadi sinyal ac tunggal, yang difilter dengan tepat sebelum diinjeksi ulang.

Pengertian dan injeksi kapasitor (lihat diagram) harus merupakan komponen dengan peringkat Y.

Komponen pasif lainnya pada output adalah untuk redaman – untuk mengelola resonansi antara induktansi choke mode-umum yang masih dibutuhkan dan kapasitansi injeksi – yang muncul dalam gain loop aktif sebagai sepasang nol kompleks.

Ada empat perangkat: TPSF12C1 dan TPSF12C3 untuk aplikasi komersial fase tunggal dan tiga, kemudian TPSF12C1-Q1 dan TPSF12C3-Q1 untuk penggunaan otomotif. Volume produksi dijadwalkan untuk kuartal kedua tahun 2023, dengan IC filter EMI aktif tambahan muncul akhir tahun ini.

Pengoperasian lebih dari 8 hingga 16V (tahan 18V) dan suhu sekitar 105°C (persimpangan 150°C).

Perlindungan termasuk di bawahtegangan lock-out, dan thermal shut-down, dan ada tombol pengaktif.

Mereka "memenuhi persyaratan kekebalan lonjakan IEC 61000-4-5, meminimalkan kebutuhan komponen perlindungan eksternal seperti dioda penekan tegangan transien", kata TI.

Kemasan 4.2 x 3.3mm 14pad SOT-23

Aplikasi diramalkan dalam pengisi daya terpasang, server, dan catu daya tak terputus.

Catatan aplikasi ini memiliki informasi paling jelas tentang IC ini dan menyertakan contohnya Induktor pengurangan ukuran

Electronics Weekly merenungkan bagaimana skema ini bekerja (Harap baca tanggapan TI langsung di bawah ini, mengatakan bahwa perenungan ini salah, meskipun tidak menjelaskan di mana loop arus yang disuntikkan berada. Jika ini adalah masalah nomenklatur, pertanyaan lebih lanjut telah dikirim mengenai loop arus yang terkait dengan arus yang disuntikkan) .
renungan EW:
Literatur TI menyebutkan banyak menyuntikkan arus ke garis netral, tetapi tampaknya tidak, menurut Electronics Weekly, bahwa terminal ground (dan Vdd+decoupling) dari IC sedang melakukan sebagian besar pekerjaan. Ground IC dihubungkan ke ground EMC, dan energi EMC mode-umum dibuang melalui sini, sama seperti yang terjadi pada kapasitor Y normal – tetapi penguatan dalam rangkaian mengurangi jumlah yang diperlukan. kapasitor ukuran.
Kapasitor Y dalam desain pasif diganti dengan gain plus C_NJI dan jalur melalui kapasitor X yang ada – akibatnya, IC dan rangkaiannya telah mengubah beberapa derau mode umum menjadi derau diferensial yang dapat ditangani oleh kapasitor X. Dalam sistem tiga fasa kurang netral, C_NJI perlu diganti dengan bintang tiga kapasitor.

Pertanyaan EW: Apakah noise mode umum dihilangkan dengan menyuntikkan arus ac ke ground melalui pin koneksi ground IC?
Tanggapan TI: Tidak, arus AC disuntikkan ke saluran listrik yang amplitudonya sama tetapi berlawanan fase untuk menghilangkan kebisingan CM.

Pertanyaan EW: Jika demikian, dan jika arus ini relatif terhadap saluran netral: Apakah sirkuit ini mengubah beberapa derau mode umum yang ditekan menjadi derau diferensial – yang masih ada pada saluran listrik non-netral (atau saluran, dalam tiga fasa). )
Tanggapan TI: Tidak, derau CM tidak diubah menjadi derau DM. Derau DM mungkin masih ada di saluran listrik, tetapi derau CM secara khusus dikurangi oleh AEF. Kebisingan CM mendominasi pada frekuensi yang lebih rendah melalui kontribusi kapasitansi parasit sistem dan terutama bertanggung jawab atas ukuran filter yang besar.