APEC: ИС с множителем емкости Y уменьшает катушки индуктивности ЭМС

Обновление: 22 марта 2023 г.
APEC: ИС с множителем емкости Y уменьшает катушки индуктивности ЭМС

В принципе, микросхемы реализуют емкостной умножитель. схема подражать Y-Конденсаторы в обычном пассивном фильтре.

Они делают это, сидя среди меньших катушек индуктивности фильтра и конденсаторов (верхняя диаграмма) при суммировании высокочастотных составляющих напряжений от двух или четырех силовых проводов переменного тока, а затем подаче обратно в нейтраль противофазного переменного тока, полученного из этих сигналов.

Сравните активную схему с этой традиционной пассивной схемой фильтра ЭМС.

«Эффективная активная емкость определяется коэффициентом усиления схемы и емкостью инжекции», — сообщает TI. «В активном фильтре ЭМС сопротивление считывания и инжекции использует относительно низкие значения емкости с небольшим компонентом.
следы».

[Прокрутите вниз до конца этой статьи, чтобы узнать, где именно в этой схеме текут токи]

Каков бы ни был механизм, результатом, по словам TI, является путь с низким импедансом для синфазного шума, обеспечивающий «снижение синфазного шума на 15–25 дБ, например, от 150 кГц до 3 МГц, что помогает уменьшить размер синфазных дросселей». . В нем также говорится: «до 30 дБ на частотах от 100 кГц до 3 МГц» и что они способны «помогать соответствовать ограничениям EMI класса 25 CISPR 5 для кондуктивных и излучаемых излучений».

Разница между однофазной и трехфазной версиями заключается только в количестве входов для измерения напряжения – два или четыре соответственно (диаграмма слева, Трехфазный версия имеет четыре входных нагрузочных резистора). Все эти сигналы внутренне суммируются в один сигнал переменного тока, который перед повторной подачей соответствующим образом фильтруется.

Смысловые и инжекторные конденсаторы (см. диаграммы) должны быть компонентами с рейтингом Y.

Другие пассивные компоненты на выходе предназначены для демпфирования — для управления резонансом между все еще необходимой индуктивностью синфазного дросселя и инжекторной емкостью, которые появляются в усилении активного контура в виде пары комплексных нулей.

Существует четыре устройства: TPSF12C1 и TPSF12C3 для одно- и трехфазных коммерческих приложений, затем TPSF12C1-Q1 и TPSF12C3-Q1 для использования в автомобилях. Серийное производство запланировано на второй квартал 2023 года, а дополнительные микросхемы активных фильтров электромагнитных помех появятся позже в этом году.

Работа при напряжении от 8 до 16 В (выдерживает 18 В) и температуре окружающей среды до 105°C (переход 150°C).

Защита включает в себянапряжение блокировка и тепловое отключение, а также панель включения.

Они «соответствуют требованиям IEC 61000-4-5 к устойчивости к перенапряжениям, сводя к минимуму потребность во внешних компонентах защиты, таких как диоды для подавления переходных напряжений», — заявили в TI.

Упаковка 4.2 x 3.3 мм, 14 подушек SOT-23.

Предусматривается применение в бортовых зарядных устройствах, серверах и источниках бесперебойного питания.

В этом примечании к применению содержится самая четкая информация об этих ИС и пример Индуктор уменьшение размера

Electronics Weekly размышляет, как работает эта схема (Пожалуйста, прочитайте ответ TI сразу после этого, в котором говорится, что это размышление неверно, но не объясняется, где находятся контуры инжектируемого тока. На всякий случай, если это проблема номенклатуры, были отправлены дополнительные вопросы относительно контуров тока, связанных с инжектируемым током) .
EW размышляет:
В литературе TI часто упоминается подача тока в нейтральную линию, но, как оказалось Electronics Weekly, клемма заземления (и Vdd+развязка) IC выполняет основную часть работы. Земля микросхемы соединена с землей ЭМС, и сюда сбрасывается синфазная энергия ЭМС, как это было бы с обычными Y-конденсаторами, но усиление в схеме уменьшает необходимое напряжение. конденсатор размер.
Конденсаторы Y в пассивной конструкции заменены на коэффициент усиления плюс CINJ и путь через существующие X-конденсаторы - по сути, ИС и ее схема преобразовали часть синфазного шума в дифференциальный шум, с которым могут справиться X-конденсаторы. В трехфазной системе без нейтрали CINJ пришлось бы заменить звездой из трех конденсаторов.

Вопрос EW: Удаляется ли синфазный шум путем подачи переменного тока на землю через контакт заземления микросхемы?
Ответ TI: Нет, в линии электропередач подается переменный ток, равный по амплитуде, но противоположный по фазе, чтобы нейтрализовать шум CM.

Вопрос EW: Если да, и если этот ток относительно нейтральной линии: Превращает ли эта схема часть подавленного синфазного шума в дифференциальный шум, который все еще присутствует на ненейтральной линии электропередачи (или линиях, в трехфазной )
Ответ TI: Нет, шум CM не преобразуется в шум DM. Шум DM все еще может существовать в линиях электропередач, но шум CM специально снижается с помощью AEF. Шум CM преобладает на более низких частотах из-за вклада паразитных емкостей системы и в основном отвечает за большой размер фильтра.