La baja frecuencia proviene de dos partes: modo diferencial y filtrado de modo común.

El filtrado de modo diferencial intenta reducir el ruido en la línea de alimentación de la línea de retorno de corriente.

Esto significa que existe ruido en esa línea eléctrica en la carcasa y en la línea de retorno. Por lo tanto, el propósito del filtrado es desviarlo al bucle antes de que abandone el caparazón, para garantizar que regrese y no pueda medirse. Coloque un inductor en la línea de alimentación para impedir que se apague y proporcione un condensador entre la fuente de alimentación y la línea de retorno para proporcionar un canal de baja impedancia con ruido. Por lo general, en pruebas comerciales se utiliza LISN (red de estabilización de impedancia de línea). La fuente de alimentación probada está conectada a LISN a través de un inductor y un condensador, proporcionando una impedancia de fuente de 50 ω.

A veces el ruido puede ser tan pequeño que no se necesita inductancia. El condensador y la resistencia de 50 ω forman una ruta divisoria de voltaje que es suficiente para transferir la mayor parte del ruido. Para que este circuito funcione, la ESR del condensador debe ser limitada. Pruebe con condensadores multicapa y condensadores de plástico metalizado.

seleccionar valor numérico

El filtrado en modo diferencial se muestra en el siguiente circuito:

Consta de un circuito LC de segundo orden. Según la medición conocemos el espectro de ruido antes del filtrado, y al mismo tiempo sabemos que el filtro de segundo orden a diseñar atenúa el ruido a 40 dB/Dec. Este es el punto de partida que determina el punto de inflexión del filtro.

Primero, encuentre el componente del modo diferencial de frecuencia más baja. Por ejemplo, 20 dB a 100 kHz. Entonces la frecuencia de la estrella es 100 kHz/10 ＝30 kHz (debido a la raíz cuadrada de dos polos).

Ahora dibuja una línea recta en la parte superior del ruido (30 kHz) con una pendiente de 40 dB/Dec. Si no hay otros puntos pico, la frecuencia de resonancia del filtro es de 30 kHz. Para seleccionar los parámetros LC. Hay muchas opciones de parámetros LC, el precio del inductor es más caro que el del condensador y la elección debe sopesar el precio y la pérdida.

Filtrado de modo común

El filtro de modo común es más fácil de diseñar que el filtro de modo diferencial, porque hay pocos tipos para elegir.
Un filtro de modo común:Capacitancia de modo común (llamada capacitancia Y en los negocios; X es capacitancia en modo diferencial)+un estrangulador en modo común.

Como se muestra en la figura a continuación:

El capacitor de modo común desvía la línea a tierra, mientras que el inductor de modo común proporciona la impedancia balanceada, es decir, proporciona la misma impedancia para la línea de fuente y de retorno, y presenta una ruta de alta impedancia para el ruido de modo común. . Para la inductancia en modo diferencial, es cero.

Selección numérica

A diferencia del elemento de selección de modo diferencial de modo común, aquí el condensador es más caro que el inductor.Hay dos razones:

1.La conexión a tierra del condensador debe poder soportar un voltaje instantáneo de 3 kV incluso 6 kV, por lo que es muy voluminoso. También existe un límite de seguridad estricto en el valor de la corriente que fluye, lo que limita el valor máximo al que se puede aplicar el condensador de modo común, normalmente varios nanofaradios.

por lo tanto,Usted elige la capacitancia máxima permitida y aplica la misma tecnología que se determinó anteriormente. LC, utilice los mismos pasos para determinar el valor de la inductancia. No entre en pánico si calcula un valor de estrangulamiento de modo común grande. Las dos bobinas del estrangulador de modo común fluyen la misma corriente, pero parece que no hay corriente neta. Muchas vueltas sin saturación.

2.Al calcular la inductancia requerida, se conectan dos condensadores de modo común en paralelo (el valor se duplica) y dos bobinas de estrangulador de modo común se conectan en serie.

por lo tanto,Obtenga 2 veces vueltas y 4 veces inductancia. Esto le brinda una supresión de ruido adicional de 8 veces. La capacitancia es igual a 9.4 nF, mientras que la inductancia es de 4 mH y su frecuencia de corte es de 26 kHz.

Capacitancia y limitación

Existe una limitación de frecuencia correspondiente de la capacitancia, que limita su aplicación en el filtrado EMI. El condensador electrolítico tiene una ESR considerable, lo que significa que se considera resistivo por encima de la frecuencia RC y ya no es un polo.

Por ejemplo, capacitancia = 100 μ f ESR = 100 mω, que se vuelve resistiva a una frecuencia de 16 kHz. Ya no se utiliza para el control de EMI.

En realidad, los condensadores cerámicos o plásticos se utilizan a menudo para el filtrado EMI.

También están limitados debido a la inductancia del plomo.

El condensador de 1 μF sólo es efectivo por debajo de 1MHz.

Por encima de 1 MHz, puede alcanzar los 10 MHz con un condensador de 100 nF.

Para suprimir el ruido, se pueden utilizar 1 μF, 100 nF y 10 nF en paralelo.

También existe una limitación en la inductancia (la resistencia de su bobina, aunque no es buena para la pérdida de energía, no tiene una influencia obvia en la supresión de ruido).

La limitación más importante es la capacitancia distribuida, que puede conectarse en paralelo con el inductor. Por encima de cierta frecuencia, la reactancia capacitiva es menor que la inductiva y por encima de esta frecuencia, la inductancia ya no bloquea el ruido.

Ejemplo: supongamos que 1 mH tiene una capacitancia de 100 pF. Entonces su impedancia inductiva deja de aumentar por encima de aproximadamente 500 kHz y, de hecho, disminuye. Por supuesto, cuanto menor sea la inductancia, menor será la capacitancia distribuida y mayor será la frecuencia de corte.

Se pueden conectar dos inductores en serie en lugar de un inductor grande, porque dos inductores están conectados en serie para aumentar la inductancia y sus condensadores están conectados en serie para reducir la capacitancia, pero esto nunca se hace en la práctica.El varistor tiene capacitancia. Muchos diseñadores necesitan un varistor para absorber el voltaje transitorio de la red eléctrica.El varistor tiene una capacitancia pequeña y puede usarse como parte del filtrado, lo que tiene ganancias inesperadas.Nota: Agregue el varistor entre la fuente y la línea de retorno a tierra. El varistor también tiene corriente de fuga, por lo que la capacitancia Y debe reducirse en consecuencia.

Dos inductores con un núcleo magnético: inductores de modo común y de modo diferencial, ahorrando costes y volumen.Sin embargo, el diseño debe prestar atención a: enrollar un estrangulador de modo común, por ejemplo, 47 vueltas en un lado, mientras que el otro lado de la línea fuente se enrolla una vuelta más.Este inductor sigue siendo un estrangulador de modo común, pero ahora hay un inductor en serie con una inductancia de (48 2 -47 2 )AL, que es mucho mayor que la de enrollar una vuelta en un núcleo magnético de este tipo. Sin embargo, el campo magnético compuesto en el núcleo magnético no es cero, por lo que se debe comprobar que el núcleo magnético no se sature con la corriente máxima.

¿Está disponible una atenuación de 100 dB?

Los filtros de baja frecuencia solo usan filtros de dos polos, por lo que no es necesario agregar un capacitor más, un inductor más o un inductor y capacitor más para el filtrado de alto orden, porque dichos filtros son difíciles de diseñar;

Para el diseño comercial, el filtrado de alto orden requiere otro inductor, lo que significa que la producción es difícil. Excepto en circunstancias especiales, no es necesario dicho filtro. La atenuación de cuatro polos es muy rápida y puede ser peor si se necesitan seis polos.Si se calcula que un inductor necesita atenuarse entre 60 y 80 dB en la región de baja frecuencia, es mejor volver atrás y estudiar el cableado del circuito.

Posible método: aumentar la frecuencia de conmutación para reducir los requisitos de filtrado. Existen limitaciones de rendimiento de los componentes y existen fugas e interferencias cruzadas entre vías en el diseño real de la PCB.Entre la línea inferior y la línea superior se puede obtener una atenuación de 100 dB.También se puede comprar un filtro comercial, porque por sí solo produce una mayor atenuación.Porque los principales dispositivos comerciales han prestado atención a evitar interferencias cruzadas en el diseño del circuito y han sellado el filtro en una carcasa metálica.Por supuesto, puedes hacerlo tú mismo, pero el coste es mayor.

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