Aggiornato: il circuito integrato del moltiplicatore di capacità Y riduce gli induttori EMC

Aggiornamento: 11 agosto 2023
Aggiornato: il circuito integrato del moltiplicatore di capacità Y riduce gli induttori EMC

In linea di principio, i circuiti integrati implementano un moltiplicatore di capacità circuito emulare la Y-Condensatori in un design di filtro passivo convenzionale.

Lo fanno stando seduti tra induttori e condensatori di filtro più piccoli (diagramma in alto) sommando le componenti ad alta frequenza delle tensioni dai due o quattro conduttori di alimentazione CA, e quindi iniettando una corrente CA antifase derivata da questi segnali nel neutro.

Confronta il circuito attivo con questo circuito filtro EMC passivo convenzionale

"La capacità attiva effettiva è impostata dal guadagno del circuito e dalla capacità di iniezione", secondo TI. “Il rilevamento del filtro EMC attivo e le impedenze di iniezione utilizzano valori di capacità relativamente bassi con componenti piccoli
impronte”.

Scorri fino alla fine di questo articolo per una discussione su dove scorrono esattamente le correnti in questo schema

Qualunque sia il meccanismo, il risultato, ha affermato TI, è un percorso a bassa impedenza per il rumore di modo comune che consente "da 15 a 25 dB di riduzione del rumore CM su, ad esempio, da 150 kHz a 3 MHz, contribuendo a ridurre le dimensioni delle bobine di arresto di modo comune" . Ha anche affermato: "fino a 30 dB tra 100 kHz e 3 MHz" e che sono in grado di "aiutare a soddisfare i limiti CISPR 25 Classe 5 EMI per le emissioni condotte e irradiate".

La differenza tra le versioni monofase e trifase è solo il numero di ingressi forniti per rilevare le tensioni, rispettivamente due o quattro (diagramma a sinistra, le Trifase versione ha quattro resistenze di carico in ingresso). Tutti questi segnali vengono sommati internamente in un singolo segnale CA, che viene opportunamente filtrato prima di essere re-iniettato.

I condensatori di senso e iniezione (vedi diagrammi) devono essere componenti classificati Y.

Gli altri componenti passivi sull'uscita servono per lo smorzamento - per gestire la risonanza tra l'induttanza di choke di modo comune ancora necessaria e la capacità di iniezione - che appaiono nel guadagno del loop attivo come una coppia di zeri complessi.

Sono previsti quattro dispositivi: TPSF12C1 e TPSF12C3 per applicazioni commerciali monofase e trifase, quindi TPSF12C1-Q1 e TPSF12C3-Q1 per uso automotive. La produzione in volume è prevista per il secondo trimestre del 2023, con ulteriori circuiti integrati per filtri EMI attivi che appariranno entro la fine dell'anno.

Il funzionamento va da 8 a 16V su Vcc (18V sopportati) e fino a 105°C ambiente (giunzione 150°C).

Le protezioni includono sotto-voltaggio blocco e spegnimento termico e c'è un pad di abilitazione.

"Soddisfano i requisiti di immunità ai picchi IEC 61000-4-5, riducendo al minimo la necessità di componenti di protezione esterni come i diodi di soppressione della tensione transitoria", ha affermato TI.

La confezione è 4.2 x 3.3 mm 14 pad SOT-23

Sono previste applicazioni in caricatori di bordo, server e gruppi di continuità.

Questa nota applicativa contiene le informazioni più chiare su questi circuiti integrati e include un esempio di Induttore riduzione delle dimensioni.

Aggiornare: Come funziona?

Electronics Weekly ha parlato con Pradeep Shenoy di TI per chiarire come funziona questo schema.

Il loop di corrente per il segnale correttivo iniettato è, in una direzione, nel segnale Neutro all'interno del filtro e poi attraverso il Live tramite X-condensatore. Shenoy ha chiarito che lo schema potrebbe funzionare anche con una coppia di condensatori di iniezione, uno per il neutro e l'altro per la fase di tensione.

Come postulato in una versione precedente di questo articolo e confermato da Shenoy, il loop di corrente nell'altra direzione è fuori dal terminale di terra del IC, e di nuovo nell'alimentatore attraverso lo chassis/massa (etichettato 'PE' in TI's diagramma, qui riprodotto).

Il ciclo è completato attraverso l'induttanza di modo comune di destra, che trasmette sicuramente un segnale sufficiente affinché funzioni, ha detto Shenoy. Ha aggiunto che, nell'analizzare il circuito, va ricordato che l'IC non inietta a basse frequenze come 50 o 60Hz.

Ci sono 13 componenti passivi collegati all'IC nel circuito suggerito, molti dei quali influiscono sulla stabilità di questo circuito (che potrebbe essere particolarmente interessante in quanto una delle sue uscite è collegata direttamente a uno dei suoi ingressi). Da dove dovrebbe iniziare il potenziale utente, ha chiesto Electronics Weekly?

Esiste uno strumento di progettazione associato, ha risposto, che fornirà agli utenti di questo circuito integrato una serie di valori passivi per la loro applicazione da cui è possibile costruire un circuito solido e stabile per la valutazione.

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