Iako su prigušnice uobičajenog načina rada popularne, alternativa bi mogao biti monolitni EMI filtar. Kada su pravilno postavljene, ove višeslojne keramičke komponente pružaju izvrsno odbacivanje šuma zajedničkog načina rada.
Mnogi čimbenici povećavaju količinu "šumnih" smetnji koje mogu oštetiti ili ometati funkcionalnost elektroničke opreme. Današnji su automobili odličan primjer. U automobilu ćete pronaći Wi-Fi, Bluetooth, satelitski radio, GPS sustave i to je tek početak. Kako bi se upravljalo ovim smetnjama buke, industrija obično koristi zaštitu i EMI filtre za uklanjanje neželjene buke. Ali neka tradicionalna rješenja za uklanjanje EMI/RFI više nisu dovoljna.
Ovaj problem dovodi do toga da mnogi proizvođači originalne opreme izbjegavaju korištenje diferencijala s 2 kondenzatora, 3 kondenzatora (jedan X kondenzator i 2 Y kondenzatora), prolazne filtre, prigušnice zajedničkog načina rada ili njihovu kombinaciju za prikladnije rješenje kao što je monolitni EMI filtar s bolje odbijanje buke u manjem paketu.
Kada elektronička oprema prima snažne elektromagnetske valove, neželjene struje se mogu inducirati u krugu i uzrokovati nenamjeran rad – ili ometati planirani rad.
EMI/RFI može biti u obliku dirigiranih ili zračenih emisija. Kada je EMI dirigiran, to znači da se buka širi duž električnih vodiča. EMI koji zrači nastaje kada buka putuje zrakom u obliku magnetskih polja ili radiovalova.
Čak i ako je energija primijenjena izvana mala, ako se pomiješa s radiovalovima koji se koriste za emitiranje i komunikaciju, može uzrokovati gubitak prijema, nenormalan šum u zvuku ili prekid videa. Ako je energija prejaka, može oštetiti elektroničku opremu.
Izvori uključuju prirodnu buku (npr. elektrostatičko pražnjenje, rasvjeta i drugi izvori) i buku koju stvara čovjek (npr. kontaktna buka, curenje opreme koja koristi visoke frekvencije, neželjene emisije itd.). Tipično, EMI/RFI buka je buka uobičajenog načina rada , pa je rješenje korištenje EMI filtra za uklanjanje neželjenih visokih frekvencija, bilo kao zasebni uređaj ili ugrađen u tiskanu ploču.
EMI filtri EMI filtri obično se sastoje od pasivnih komponenti, kao što su kondenzatori i induktori, koji su spojeni u krug.
„Induktori dopuštaju prolaz istosmjerne ili niskofrekventne struje dok istovremeno blokiraju neželjene, neželjene visokofrekventne struje.Kondenzatori pružaju put niske impedancije za preusmjeravanje visokofrekventne buke s ulaza filtra na priključak za napajanje ili uzemljenje,” Manufactures a Multilayer Ceramic rekao je Christophe Cambrelin iz tvrtke za proizvodnju kondenzatora Johanson Dielectrics.EMI filter.
Tradicionalne metode filtriranja zajedničkog načina rada uključuju niskopropusne filtre koji koriste kondenzatore koji propuštaju signale s frekvencijama ispod odabrane granične frekvencije i prigušuju signale s frekvencijama iznad granične frekvencije.
Uobičajena početna točka je primjena para kondenzatora u diferencijalnoj konfiguraciji, s jednim kondenzatorom između svakog traga diferencijalnog ulaza i mase. Kapacitivni filtri u svakoj nozi preusmjeravaju EMI/RFI na masu iznad navedene granične frekvencije. Budući da ova konfiguracija uključuje slanjem signala suprotnih faza preko dvije žice, omjer signala i šuma se poboljšava dok se neželjeni šum šalje na masu.
"Nažalost, vrijednost kapacitivnosti MLCC-a s X7R dielektrikom (koji se obično koristi za ovu funkciju) može značajno varirati s vremenom, prednaponom i temperaturom", rekao je Cambrelin.
“Dakle, iako su dva kondenzatora blisko usklađena u određenom vremenu na sobnoj temperaturi pri niskom naponu, vjerojatno će završiti s vrlo različitim vrijednostima nakon promjene vremena, napona ili temperature.Ova neusklađenost između dviju žica rezultirat će nejednakim odgovorima blizu granične vrijednosti filtra.Stoga pretvara šum zajedničkog načina rada u diferencijalni šum.”
Drugo rješenje je premostiti "X" kondenzator velike vrijednosti između dva "Y" kondenzatora. "X" kapacitivni shunt pruža idealnu ravnotežu zajedničkog načina rada, ali također ima neželjenu nuspojavu diferencijalnog filtriranja signala. Možda najčešće rješenje a alternativa niskopropusnom filtru je prigušnica zajedničkog načina rada.
Uobičajena prigušnica je transformator 1:1 s oba namota koji djeluju kao primarni i sekundarni. U ovoj metodi, struja kroz jedan namot inducira suprotnu struju u drugom namotu. Nažalost, uobičajene prigušnice također su teške, skupe i osjetljive do kvara izazvanog vibracijama.
Bez obzira na to, prikladna prigušnica zajedničkog načina rada sa savršenim podudaranjem i spregom između namota transparentna je za diferencijalne signale i ima visoku impedanciju prema šumu zajedničkog načina rada. Jedan nedostatak prigušnica zajedničkog načina rada je ograničeni frekvencijski raspon zbog parazitskog kapaciteta. Za određeni materijal jezgre , što je veći induktivitet korišten za dobivanje niskofrekventnog filtriranja, potrebno je više zavoja, što rezultira parazitskim kapacitetima koji ne mogu proći visokofrekventno filtriranje.
Neusklađenosti između namota zbog mehaničkih proizvodnih tolerancija uzrokuju promjenu načina rada, gdje se dio energije signala pretvara u uobičajeni šum i obrnuto. Ova situacija može uzrokovati probleme s elektromagnetskom kompatibilnošću i otpornošću. Neusklađenost također smanjuje efektivnu induktivnost svake noge.
U svakom slučaju, prigušnice uobičajenog načina rada nude značajne prednosti u odnosu na druge opcije kada diferencijalni signal (prolazni) radi u istom frekvencijskom rasponu kao i šum uobičajenog načina rada koji se mora odbaciti. Upotrebom prigušnice zajedničkog načina rada, pojas prolaza signala može se proširiti na opseg odbijanja zajedničkog načina rada.
Monolitni EMI filtri Iako su prigušnice uobičajenog načina rada popularne, mogu se koristiti i monolitni EMI filtri. Kada su pravilno raspoređene, ove višeslojne keramičke komponente pružaju izvrsno odbacivanje šuma zajedničkog načina rada. Kombiniraju dva balansirana shunt kondenzatora u jednom paketu za međusobno poništavanje induktiviteta i zaštitu .Ovi filtri koriste dva odvojena električna puta unutar jednog uređaja spojenog na četiri vanjske veze.
Kako bi se izbjegla zabuna, treba imati na umu da monolitni EMI filtri nisu tradicionalni prohodni kondenzatori. Iako izgledaju isto (isto pakiranje i izgled), vrlo su različiti u dizajnu i nisu povezani na isti način. Kao i drugi EMI filtri, monolitni EMI filtri prigušuju svu energiju iznad navedene granične frekvencije i odabiru propuštanje samo željene energije signala, dok neželjeni šum preusmjeravaju na "zemlju".
Međutim, ključ je vrlo niska induktivnost i odgovarajuća impedancija. Za monolitne EMI filtre, terminali su interno spojeni na zajedničku referentnu (oklopnu) elektrodu unutar uređaja, a ploče su odvojene referentnom elektrodom. Elektrostatički, tri električna čvora formiraju dvije kapacitivne polovice koje dijele zajedničku referentnu elektrodu, a sve se nalaze unutar jednog keramičkog tijela.
Ravnoteža između dviju polovica kondenzatora također znači da su piezoelektrični učinci jednaki i suprotni, međusobno se poništavajući. Ovaj odnos također utječe na varijacije temperature i napona, tako da komponente na obje linije jednako stare. Ako postoji jedna loša strana ovih monolitnih EMI filtera, radi se o tome da oni neće raditi ako je šum zajedničkog načina rada na istoj frekvenciji kao diferencijalni signal.”U ovom slučaju, prigušnica zajedničkog načina rada je bolje rješenje,” rekao je Cambrelin.
Pregledajte najnovija izdanja časopisa Design World i prethodna izdanja u visokokvalitetnom formatu koji je jednostavan za korištenje. Uredite, dijelite i preuzmite već danas s vodećim časopisom o dizajnu.
Vrhunski svjetski EE forum za rješavanje problema koji pokriva mikrokontrolere, DSP, umrežavanje, analogni i digitalni dizajn, RF, energetsku elektroniku, PCB usmjeravanje i više
Autorsko pravo © 2022 WTWH Media LLC. sva prava pridržana. Materijal na ovoj stranici ne smije se reproducirati, distribuirati, prenositi, pohraniti u predmemoriju ili na drugi način koristiti bez prethodnog pisanog dopuštenja WTWH Media Politika privatnosti |Oglašavanje |O nama
Vrijeme objave: 19. travnja 2022
