Новости

Хотя синфазные дроссели популярны, альтернативой может быть монолитный фильтр электромагнитных помех. При правильной компоновке эти многослойные керамические компоненты обеспечивают превосходное подавление синфазных помех.
Многие факторы увеличивают количество «шумовых» помех, которые могут повредить или нарушить работу электронного оборудования. Ярким примером являются современные автомобили. В автомобиле вы найдете Wi-Fi, Bluetooth, спутниковое радио, системы GPS и это только начало. Чтобы справиться с шумовыми помехами, в отрасли обычно используются экранирование и фильтры электромагнитных помех для устранения нежелательных шумов. Но некоторых традиционных решений для устранения электромагнитных и радиочастотных помех уже недостаточно.
Эта проблема заставляет многих OEM-производителей избегать использования дифференциальных конденсаторов с двумя конденсаторами, конденсаторов с тремя конденсаторами (один конденсатор X и два конденсатора Y), проходных фильтров, синфазных дросселей или их комбинации для более подходящего решения, такого как монолитный фильтр электромагнитных помех с лучшее подавление шума в меньшем корпусе.
Когда электронное оборудование принимает сильные электромагнитные волны, в цепи могут индуцироваться нежелательные токи, которые вызывают непреднамеренное срабатывание или мешают нормальной работе.
EMI/RFI могут иметь форму кондуктивных или излучаемых излучений. Когда EMI является проводимым, это означает, что шум распространяется по электрическим проводникам. Излучаемые EMI ​​возникают, когда шум распространяется по воздуху в виде магнитных полей или радиоволн.
Даже если энергия, подаваемая извне, невелика, если она смешивается с радиоволнами, используемыми для радиовещания и связи, это может привести к потере приема, ненормальному шуму звука или прерыванию видео. Если энергия слишком сильна, это может повредить электронное оборудование.
Источники включают естественный шум (например, электростатический разряд, освещение и другие источники) и искусственный шум (например, контактный шум, утечка оборудования, использующего высокие частоты, нежелательные излучения и т. д.). Обычно шум EMI/RFI представляет собой синфазный шум. , поэтому решение состоит в том, чтобы использовать фильтр электромагнитных помех для удаления нежелательных высоких частот либо в виде отдельного устройства, либо в виде встроенного в печатную плату.
Фильтры электромагнитных помех Фильтры электромагнитных помех обычно состоят из пассивных компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности, которые соединены в цепь.
«Индукторы пропускают постоянный или низкочастотный ток, блокируя нежелательные, нежелательные высокочастотные токи.Конденсаторы обеспечивают путь с низким импедансом для отвода высокочастотного шума от входа фильтра к источнику питания или заземлению», — сказал Кристоф Камбрелен из компании по производству конденсаторов Johanson Dielectrics.EMI filter.
Традиционные методы синфазной фильтрации включают фильтры нижних частот с использованием конденсаторов, которые пропускают сигналы с частотами ниже выбранной частоты среза и ослабляют сигналы с частотами выше частоты среза.
Обычной отправной точкой является применение пары конденсаторов в дифференциальной конфигурации, причем по одному конденсатору между каждой дорожкой дифференциального входа и землей. Емкостные фильтры в каждой ветви отводят электромагнитные/радиочастотные помехи на землю выше указанной частоты среза. Поскольку эта конфигурация предполагает Отправляя сигналы противоположных фаз по двум проводам, соотношение сигнал/шум улучшается, а нежелательный шум направляется на землю.
«К сожалению, значение емкости MLCC с диэлектриками X7R (обычно используемыми для этой функции) может значительно меняться со временем, напряжением смещения и температурой», — сказал Камбрелин.
«Таким образом, даже несмотря на то, что два конденсатора в данный момент времени, при комнатной температуре и низком напряжении точно совпадают, они, скорее всего, получат очень разные значения при изменении времени, напряжения или температуры.Это несоответствие между двумя проводами. Согласование приведет к неравным откликам вблизи границы среза фильтра.Таким образом, он преобразует синфазный шум в дифференциальный шум».
Другое решение — подключить конденсатор «X» большой емкости между двумя конденсаторами «Y». Емкостный шунт «X» обеспечивает идеальный баланс синфазного сигнала, но также имеет нежелательный побочный эффект в виде дифференциальной фильтрации сигнала. Возможно, наиболее распространенное решение. Альтернативой фильтру нижних частот является синфазный дроссель.
Синфазный дроссель представляет собой трансформатор 1:1, в котором обе обмотки действуют как первичная и вторичная. В этом методе ток через одну обмотку индуцирует противоположный ток в другой обмотке. К сожалению, синфазные дроссели также тяжелы, дороги и уязвимы. к поломке, вызванной вибрацией.
Тем не менее, подходящий синфазный дроссель с идеальным согласованием и связью между обмотками прозрачен для дифференциальных сигналов и имеет высокий импеданс к синфазным шумам. Одним из недостатков синфазных дросселей является ограниченный диапазон частот из-за паразитной емкости. Для данного материала сердечника , чем выше индуктивность, используемая для фильтрации низких частот, тем больше витков требуется, что приводит к появлению паразитных емкостей, которые не могут пройти фильтрацию высоких частот.
Несоответствие между обмотками из-за механических производственных допусков приводит к переключению режима, при котором часть энергии сигнала преобразуется в синфазный шум и наоборот. Эта ситуация может вызвать проблемы с электромагнитной совместимостью и помехоустойчивостью. Несоответствие также снижает эффективную индуктивность каждой ветви.
Тем не менее, синфазные дроссели имеют значительные преимущества перед другими вариантами, когда дифференциальный сигнал (сквозной) работает в том же диапазоне частот, что и синфазный шум, который необходимо подавлять. Используя синфазный дроссель, полосу пропускания сигнала можно расширить до полоса подавления синфазного режима.
Монолитные фильтры электромагнитных помех Хотя синфазные дроссели популярны, также можно использовать монолитные фильтры электромагнитных помех. При правильной компоновке эти многослойные керамические компоненты обеспечивают превосходное подавление синфазных помех. Они объединяют два балансных шунтирующих конденсатора в одном корпусе для взаимного подавления индуктивности и экранирования. .Эти фильтры используют два отдельных электрических пути внутри одного устройства, подключенного к четырем внешним разъемам.
Во избежание путаницы следует отметить, что монолитные фильтры ЭМП не являются традиционными проходными конденсаторами. Хотя они выглядят одинаково (одинаковая упаковка и внешний вид), они сильно отличаются по конструкции и подключаются не одинаково. Как и другие ЭМП монолитные фильтры электромагнитных помех ослабляют всю энергию выше указанной частоты среза и выбирают передачу только желаемой энергии сигнала, одновременно направляя нежелательный шум на «землю».
Однако ключом к успеху является очень низкая индуктивность и согласованное сопротивление. В монолитных фильтрах электромагнитных помех клеммы внутренне соединены с общим опорным (экранированным) электродом внутри устройства, а пластины разделены опорным электродом. Электростатически три электрических узла образованы двумя емкостными половинками, имеющими общий электрод сравнения, и все они содержатся в одном керамическом корпусе.
Баланс между двумя половинками конденсатора также означает, что пьезоэлектрические эффекты равны и противоположны, нейтрализуя друг друга. Это соотношение также влияет на изменение температуры и напряжения, поэтому компоненты на обеих линиях стареют одинаково. Если есть один недостаток этих монолитных электромагнитных помех Дело в том, что фильтры не будут работать, если синфазный шум имеет ту же частоту, что и дифференциальный сигнал. «В этом случае синфазный дроссель является лучшим решением», — сказал Камбрелин.
Просматривайте последние выпуски журнала Design World и предыдущие выпуски в удобном для использования высококачественном формате. Редактируйте, делитесь и загружайте уже сегодня вместе с ведущим журналом по проектированию.
Главный в мире форум по решению проблем по ЭЭ, посвященный микроконтроллерам, DSP, сетям, аналоговому и цифровому проектированию, радиочастотам, силовой электронике, маршрутизации печатных плат и многому другому.
Engineering Exchange — это глобальное образовательное сетевое сообщество для инженеров. Подключайтесь, делитесь информацией и учитесь прямо сейчас »
Авторские права © 2022 WTWH Media LLC. Все права защищены. Материалы на этом сайте не могут быть воспроизведены, распространены, переданы, кэшированы или иным образом использованы без предварительного письменного разрешения WTWH Media. Политика конфиденциальности | Реклама |О нас