nyheder

Selvom common mode chokes er populære, er en anden mulighed et monolitisk EMI-filter. Hvis layoutet er rimeligt, kan disse flerlags keramiske komponenter give fremragende common mode støjundertrykkelse.
Mange faktorer øger mængden af ​​"støj"-interferens, der kan beskadige eller forstyrre elektroniske enheders funktionalitet. Dagens bil er et typisk eksempel. I en bil kan du finde Wi-Fi, Bluetooth, satellitradio, GPS-systemer, og dette er kun begyndelsen. For at håndtere denne form for støjinterferens bruger industrien normalt afskærmning og EMI-filtre til at eliminere uønsket støj. Men nu er nogle traditionelle løsninger til at eliminere EMI/RFI ikke længere anvendelige.
Dette problem har fået mange OEM'er til at undgå valg såsom 2-kondensator differentiale, 3-kondensatorer (en X-kondensator og to Y-kondensatorer), gennemstrømningsfiltre, common mode-drosler eller en kombination af disse for at opnå mere passende løsninger, såsom i monolitisk EMI-filter med bedre støjdæmpning i en mindre pakke.
Når elektronisk udstyr modtager stærke elektromagnetiske bølger, kan uønskede strømme induceres i kredsløbet og forårsage uventet drift - eller forstyrre den tilsigtede drift.
EMI/RFI kan være i form af ledede eller udstrålede emissioner. Når EMI ledes, betyder det, at støj forplanter sig langs elektriske ledere. Når støj forplantes i luften i form af et magnetfelt eller radiobølger, opstår der udstrålet EMI.
Selvom den energi, der tilføres udefra, er lille, vil den, hvis den blandes med radiobølger, der bruges til udsendelse og kommunikation, forårsage modtagelsessvigt, unormal lydstøj eller videoafbrydelse. Hvis energien er for stærk, kan det elektroniske udstyr blive beskadiget.
Kilder omfatter naturlig støj (såsom elektrostatisk udladning, belysning og andre kilder) og kunstig støj (såsom kontaktstøj, brug af højfrekvent lækageudstyr, skadelig stråling osv.). Generelt er EMI/RFI-støj common mode-støj, så løsningen er at bruge EMI-filtre til at eliminere uønskede høje frekvenser som en separat enhed eller indlejret i et printkort.
EMI-filter EMI-filter er normalt sammensat af passive komponenter, såsom kondensatorer og induktorer, som er forbundet til at danne et kredsløb.
"Induktorer tillader jævnstrøm eller lavfrekvent strøm at passere, mens de blokerer for skadelige uønskede højfrekvente strømme. Kondensatorer giver en lavimpedansvej til at overføre højfrekvent støj fra filterets input tilbage til strøm- eller jordforbindelsen,” sagde Johanson Dielectrics Christophe Cambrelin sagde, at virksomheden laver flerlags keramiske kondensatorer og EMI-filtre.
Traditionelle common-mode-filtreringsmetoder omfatter lavpasfiltre, der anvender kondensatorer, der sender signaler med frekvenser, der er lavere end en valgt cutoff-frekvens, og dæmper signaler med frekvenser, der er højere end cutoff-frekvensen.
Et almindeligt udgangspunkt er at anvende et par kondensatorer i en differentiel konfiguration ved at bruge en kondensator mellem hver sporing og jorden af ​​differentialindgangen. Kondensatorfilteret i hver gren overfører EMI/RFI til jorden over den specificerede afskæringsfrekvens. Da denne konfiguration involverer at sende signaler af modsat fase gennem to ledninger, forbedrer den signal-til-støj-forholdet, mens den sender uønsket støj til jorden.
"Desværre varierer kapacitansværdien af ​​MLCC'er med X7R-dielektrik (normalt brugt til denne funktion) betydeligt med tid, forspænding og temperatur," sagde Cambrelin.
"Så selvom disse to kondensatorer er tæt afstemt ved stuetemperatur og lav spænding, på et givet tidspunkt, når tiden, spændingen eller temperaturen ændrer sig, vil de sandsynligvis ende med meget forskellige værdier. Denne form for mellem to linjer A mismatch vil forårsage ulige svar nær filter cutoff. Derfor konverterer den common-mode støj til differentiel støj."
En anden løsning er at bygge bro mellem en "X"-kondensator med stor værdi mellem de to "Y"-kondensatorer. "X"-kondensatorshunten kan give den påkrævede common-mode balanceringseffekt, men vil producere uønskede differentialsignalfiltreringsbivirkninger. Den måske mest almindelige løsning og alternativ til lavpasfiltre er common mode chokes.
Common mode droslen er en 1:1 transformer, hvor begge viklinger fungerer som primære og sekundære. I denne metode inducerer strømmen, der passerer gennem den ene vikling, den modsatte strøm i den anden vikling. Desværre er common mode choker også tunge, dyre og tilbøjelige til at fejle forårsaget af vibrationer.
Ikke desto mindre er en passende common mode choker med perfekt matchning og kobling mellem viklingerne transparent for differentielle signaler og har høj impedans til common mode støj. En ulempe ved common mode chokes er det begrænsede frekvensområde forårsaget af parasitisk kapacitans. For et givet kernemateriale gælder det, at jo højere induktans, der bruges til at opnå lavere frekvensfiltrering, jo større er antallet af drejninger, der kræves og den parasitiske kapacitans, der følger med, hvilket gør højfrekvensfiltrering ineffektiv.
Uoverensstemmelser i mekaniske fremstillingstolerancer mellem viklinger kan forårsage tilstandskonvertering, hvor en del af signalenergien omdannes til common mode-støj og omvendt. Denne situation vil forårsage problemer med elektromagnetisk kompatibilitet og immunitet. Misforholdet reducerer også den effektive induktans af hvert ben.
Under alle omstændigheder, når differentialsignalet (pass) arbejder i samme frekvensområde som common mode støjen, der skal undertrykkes, har common mode chokeren en betydelig fordel i forhold til andre muligheder. Ved at bruge common mode chokes kan signalpasbåndet udvides til common mode stopbåndet.
Monolitiske EMI-filtre Selvom almindelige chokes er populære, er en anden mulighed monolitiske EMI-filtre. Hvis layoutet er rimeligt, kan disse flerlags keramiske komponenter give fremragende common mode støjundertrykkelse. De kombinerer to afbalancerede parallelle kondensatorer i én pakke, som har gensidig induktansannullering og afskærmningseffekt. Disse filtre bruger to uafhængige elektriske veje i en enkelt enhed forbundet til fire eksterne forbindelser.
For at forhindre forvirring skal det bemærkes, at det monolitiske EMI-filter ikke er en traditionel gennemstrømningskondensator. Selvom de ser ens ud (samme pakke og udseende), er deres design ret forskellige, og deres tilslutningsmetoder er også forskellige. Ligesom andre EMI-filtre dæmper et enkelt-chip EMI-filter al energi over den specificerede afskæringsfrekvens og vælger kun den nødvendige signalenergi til at passere, mens den overfører uønsket støj til "jorden".
Nøglen er dog meget lav induktans og matchet impedans. For et monolitisk EMI-filter er terminalen internt forbundet med den fælles referenceelektrode (afskærmning) i enheden, og kortet er adskilt af referenceelektroden. Med hensyn til statisk elektricitet er de tre elektriske noder dannet af to kapacitive halvdele, som deler en fælles referenceelektrode, alle referenceelektroder er indeholdt i et enkelt keramisk legeme.
Balancen mellem de to halvdele af kondensatoren betyder også, at de piezoelektriske effekter er lige store og modsatte og udligner hinanden. Dette forhold påvirker også ændringer i temperatur og spænding, så komponenterne på de to linjer har samme ældningsgrad. Hvis disse monolitiske EMI-filtre har en ulempe, kan de ikke bruges, hvis common mode-støjen er den samme frekvens som differentialsignalet. "I dette tilfælde er en almindelig choke en bedre løsning," sagde Cambrelin.
Gennemse det seneste nummer af Design World og tidligere udgaver i et brugervenligt format af høj kvalitet. Rediger, del og download med det samme med førende designingeniørmagasiner.
Verdens bedste problemløsning EE-forum, der dækker mikrocontrollere, DSP, netværk, analogt og digitalt design, RF, strømelektronik, PCB-ledninger osv.
Engineering Exchange er et globalt uddannelsesmæssigt onlinefællesskab for ingeniører. Forbind, del og lær i dag »
Copyright © 2021 WTWH Media LLC. alle rettigheder forbeholdes. Uden forudgående skriftlig tilladelse fra WTWH MediaPrivacy Policy | må materialerne på denne hjemmeside ikke kopieres, distribueres, transmitteres, cachelagres eller på anden måde bruges. Annoncering | Om os