Обновлено: Да

На выставке APEC во Флориде компания Texas Instruments представила семейство микросхем, предназначенных для уменьшения размеров антиэмиссионных синфазных фильтров ЭМС в одно- и трехфазных сетевых преобразователях, а также в автомобильных силовых преобразователях.

По сути, микросхемы реализуют схему умножителя емкости для эмуляции Y-конденсаторов в традиционной конструкции пассивного фильтра.

Они делают это, сидя среди меньших катушек индуктивности и конденсаторов фильтров (верхняя диаграмма) с одновременным суммированием высокочастотных составляющих напряжений от двух или четырех проводников переменного тока, а затем подачей противофазного переменного тока, полученного из этих сигналов, обратно в нейтраль.

Сравните активную схему с этой традиционной схемой пассивного фильтра ЭМС.

«Эффективная активная емкость определяется коэффициентом усиления схемы и инжекционной емкостью», — согласно данным TI. «Активные фильтры ЭМС для измерения и инжекции импедансов используют относительно низкие значения емкости и занимают небольшую площадь компонентов».

Прокрутите статью вниз до конца, чтобы обсудить, где именно текут токи в этой схеме.

Каким бы ни был механизм, результатом, по словам TI, является тракт с низким импедансом для синфазного шума, обеспечивающий «снижение шума CM на 15–25 дБ, например, в диапазоне от 150 кГц до 3 МГц, что помогает уменьшить размер синфазных дросселей». . В нем также говорится: «до 30 дБ в диапазоне от 100 кГц до 3 МГц» и что они способны «помогать соответствовать ограничениям электромагнитных помех CISPR 25 класса 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 , трехфазная версия имеет четыре входных нагрузочных резистора). Все эти сигналы внутренне суммируются в один сигнал переменного тока, который соответствующим образом фильтруется перед повторной подачей.

Смысловые и инжекционные 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 инжекционной емкостью – которые появляются в коэффициенте усиления активного контура как пара комплексных нулей.

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

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

Защиты включают в себя блокировку при пониженном напряжении и отключение при перегреве, а также имеется панель включения.

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

Упаковка: 14-контактный SOT-23 размером 4,2 x 3,3 мм.

Приложения предусмотрены во бортовых зарядных устройствах, серверах и источниках бесперебойного питания.

В этих указаниях по применению содержится наиболее четкая информация об этих микросхемах, а также приведен пример уменьшения размера дросселя.

Обновлять:Как это работает?

Electronics Weekly поговорил с Прадипом Шеноем из TI, чтобы разъяснить, как работает эта схема.

Токовая петля для введенного корректирующего сигнала в одном направлении идет к нейтральному сигналу внутри фильтра, а затем к фазе напряжения через X-конденсатор. Шеной уточнил, что схема может с тем же успехом работать и с парой инжекционных конденсаторов, один на нейтраль, а другой на фазу.

Как постулировалось в более ранней версии этой статьи и было подтверждено Шеноем, токовая петля в другом направлении выходит из клеммы заземления микросхемы и возвращается в источник питания через шасси/землю (обозначенную «PE» в инструкции TI).схема, воспроизведена здесь).

По словам Шеноя, контур замыкается через правый синфазный дроссель, который определенно пропускает достаточно сигнала для работы. Он добавил, что при анализе схемы следует помнить, что микросхема не производит инжекции на низких частотах, таких как 50 или 60 Гц.