APEC: ไอซีตัวคูณความจุ Y ลดขนาดตัวเหนี่ยวนำ EMC

โดยหลักแล้ว ไอซีจะใช้ตัวคูณความจุ วงจรไฟฟ้า เพื่อเลียนแบบ Y-ตัวเก็บประจุ ในการออกแบบตัวกรองแบบพาสซีฟแบบเดิม

พวกเขาทำในขณะที่นั่งอยู่ท่ามกลางตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุตัวกรองขนาดเล็กกว่า (แผนภาพด้านบน) ในขณะที่รวมส่วนประกอบความถี่สูงของแรงดันไฟฟ้าจากตัวนำไฟฟ้ากระแสสลับสองหรือสี่ตัว จากนั้นฉีดกระแสไฟกระแสสลับต้านเฟสที่ได้มาจากสัญญาณเหล่านี้กลับเข้าสู่ความเป็นกลาง

เปรียบเทียบวงจรแอคทีฟกับวงจรกรอง EMC แบบพาสซีฟแบบเดิม

"ความจุที่ใช้งานจริงถูกกำหนดโดยอัตราขยายของวงจรและความจุในการฉีด" ตาม TI “การตรวจจับตัวกรอง EMC ที่ใช้งานอยู่และอิมพีแดนซ์การฉีดใช้ค่าความจุที่ค่อนข้างต่ำกับส่วนประกอบขนาดเล็ก
รอยเท้า."

[เลื่อนลงไปที่ด้านล่างของบทความนี้เพื่อดูการอภิปรายว่ากระแสไหลในรูปแบบนี้อย่างไร]

ไม่ว่ากลไกใด ผลลัพธ์ที่ได้ TI กล่าวว่าคือเส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปที่ช่วยให้ "ลดสัญญาณรบกวน CM ได้ 15 ถึง 25dB เช่น 150kHz ถึง 3MHz ช่วยลดขนาดของโช้กโหมดทั่วไป" . นอกจากนี้ยังกล่าวว่า: "มากถึง 30dB ที่ระหว่าง 100kHz และ 3MHz" และสามารถ "ช่วยให้เป็นไปตามขีดจำกัด CISPR 25 Class 5 EMI สำหรับการปล่อยและการปล่อยรังสี"

ความแตกต่างระหว่างเวอร์ชันเฟสเดียวและสามเฟสคือจำนวนอินพุตที่มีไว้สำหรับตรวจจับแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น - สองหรือสี่ตามลำดับ (แผนภาพซ้ายที่ สามเฟส เวอร์ชันมีตัวต้านทานโหลดอินพุตสี่ตัว) สัญญาณทั้งหมดเหล่านี้รวมอยู่ภายในเป็นสัญญาณ ac เดียว ซึ่งจะถูกกรองอย่างเหมาะสมก่อนที่จะถูกฉีดเข้าไปใหม่

ความรู้สึกและตัวเก็บประจุแบบฉีด (ดูไดอะแกรม) ต้องเป็นส่วนประกอบอันดับ Y

ส่วนประกอบแบบพาสซีฟอื่นๆ บนเอาต์พุตมีไว้สำหรับลดการสั่นสะเทือน – เพื่อจัดการเรโซแนนซ์ระหว่างตัวเหนี่ยวนำโช้คโหมดทั่วไปที่ยังต้องการและความจุของการฉีด – ซึ่งปรากฏในลูปแอ็คทีฟเกนเป็นคู่ของเลขศูนย์เชิงซ้อน

มีสี่อุปกรณ์: TPSF12C1 และ TPSF12C3 สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์แบบเฟสเดียวและสามเฟส จากนั้น TPSF12C1-Q1 และ TPSF12C3-Q1 สำหรับการใช้งานในยานยนต์ การผลิตในปริมาณมากมีกำหนดในไตรมาสที่สองของปี 2023 โดยไอซีตัวกรอง EMI ที่ใช้งานเพิ่มเติมจะปรากฏในปลายปีนี้

การทำงานอยู่ที่ 8 ถึง 16V (18V ที่ทนทาน) และอุณหภูมิแวดล้อมสูงถึง 105°C (ทางแยก 150°C)

ความคุ้มครองรวมถึงภายใต้-แรงดันไฟฟ้า ล็อคเอาต์และปิดด้วยความร้อนและมีแผ่นเปิดใช้งาน

“เป็นไปตามข้อกำหนดการป้องกันไฟกระชากของ IEC 61000-4-5 โดยลดความจำเป็นในการใช้ส่วนประกอบป้องกันภายนอก เช่น ไดโอดป้องกันแรงดันไฟชั่วขณะ” TI กล่าว

บรรจุภัณฑ์คือ 4.2 x 3.3 มม. 14pad SOT-23

การใช้งานคาดว่าจะอยู่ในเครื่องชาร์จ เซิร์ฟเวอร์ และอุปกรณ์สำรองไฟฟ้าแบบออนบอร์ด

บันทึกการใช้งานนี้มีข้อมูลที่ชัดเจนที่สุดเกี่ยวกับไอซีเหล่านี้และรวมถึงตัวอย่าง Inductor ลดขนาด

Electronics Weekly ไตร่ตรองว่าแผนการนี้ทำงานอย่างไร (โปรดอ่านคำตอบของ TI ด้านล่างทันที โดยบอกว่าการไตร่ตรองนี้ผิด แม้ว่าจะไม่ได้อธิบายว่าลูปกระแสฉีดอยู่ที่ไหน ในกรณีที่มันเป็นปัญหาของระบบการตั้งชื่อ เราได้ส่งคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับลูปปัจจุบันที่เกี่ยวข้องกับกระแสที่ฉีดเข้าไป) .
EW กำลังครุ่นคิด:
เอกสารของ TIs กล่าวถึงการอัดกระแสเข้าไปในสายนิวทรัลอย่างมาก แต่ไม่ใช่ ปรากฏต่อ Electronics Weekly ว่าขั้วกราวด์ (และ Vdd+decoupling) ของ IC กำลังทำงานส่วนใหญ่ กราวด์ของ IC เชื่อมต่อกับกราวด์ EMC และพลังงาน EMC ในโหมดทั่วไปจะถูกทิ้งผ่านที่นี่ เช่นเดียวกับที่ทำกับตัวเก็บประจุ Y ปกติ - แต่อัตราขยายในวงจรจะลดความจำเป็นลง capacitor ขนาด.
ตัวเก็บประจุ Y ในการออกแบบแบบพาสซีฟจะถูกแทนที่ด้วยอัตราขยายบวก C_{ไอ.เอ็น.เจ} และเส้นทางผ่าน X-capacitors ที่มีอยู่ ผลคือ IC และวงจรของมันได้แปลงสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไปบางส่วนให้เป็นสัญญาณรบกวนที่แตกต่างกันซึ่ง X-capacitors สามารถจัดการได้ ในระบบสามเฟสที่เป็นกลางน้อยกว่า C_{ไอ.เอ็น.เจ} จะต้องเปลี่ยนด้วยคาปาซิเตอร์สามตัว

คำถาม EW: สัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปถูกลบออกโดยการฉีดกระแสไฟ AC เข้าที่กราวด์ผ่านพินการเชื่อมต่อกราวด์ของ IC หรือไม่
การตอบสนองของ TI: ไม่ กระแสไฟ AC จะถูกฉีดเข้าไปในสายไฟที่มีแอมพลิจูดเท่ากันแต่อยู่ตรงข้ามกันในเฟสเพื่อตัดสัญญาณรบกวน CM

คำถาม EW: ถ้าใช่ และถ้ากระแสนี้สัมพันธ์กับสายที่เป็นกลาง: วงจรนี้เปลี่ยนสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไปที่ถูกระงับบางส่วนให้กลายเป็นสัญญาณรบกวนที่แตกต่างกันหรือไม่ ซึ่งยังคงมีอยู่ในสายไฟฟ้าที่ไม่เป็นกลาง (หรือสายสามเฟส )
การตอบสนองของ TI: ไม่ เสียง CM จะไม่ถูกแปลงเป็นเสียง DM สัญญาณรบกวน DM อาจยังคงมีอยู่ในสายไฟ แต่สัญญาณรบกวน CM จะลดลงเป็นพิเศษโดย AEF สัญญาณรบกวน CM ครอบงำที่ความถี่ต่ำผ่านการมีส่วนร่วมของความจุกาฝากของระบบ และส่วนใหญ่รับผิดชอบต่อขนาดตัวกรองที่ใหญ่