La basse fréquence se compose de deux parties : le filtrage en mode différentiel et le filtrage en mode commun.

Le filtrage en mode différentiel tente de réduire le bruit sur la ligne électrique de la ligne de retour de courant.

Cela signifie que du bruit sur cette ligne électrique existe dans la coque et la ligne de retour. Par conséquent, le but du filtrage est de l'acheminer vers la boucle avant qu'il ne quitte la coque, afin de garantir qu'il revienne et ne puisse pas être mesuré. Placez une inductance sur la ligne électrique pour l'empêcher de s'éteindre et placez un condensateur entre l'alimentation et la ligne de retour pour fournir un canal à faible impédance avec du bruit. Habituellement, LISN (Line Impedance Stabilization Network) est utilisé dans les tests commerciaux. L'alimentation testée est connectée au LISN via une inductance et un condensateur, fournissant une impédance source de 50 ω.

Parfois, le bruit peut être si faible qu’une inductance n’est pas nécessaire. Le condensateur et la résistance de 50 ω forment un chemin diviseur de tension suffisant pour transférer la majeure partie du bruit. Pour que ce circuit fonctionne, l'ESR du condensateur doit être limité. Essayez des condensateurs multicouches et des condensateurs en plastique métallisé.

sélectionner une valeur numérique

Le filtrage en mode différentiel est illustré dans le circuit suivant :

Il s'agit d'un circuit LC du second ordre. D'après la mesure, on connaît le spectre du bruit avant filtrage, et en même temps, on sait que le filtre du second ordre à concevoir atténue le bruit à 40 dB/Dec. C’est le point de départ qui détermine le tournant du filtre.

Tout d’abord, recherchez le composant du mode différentiel de fréquence la plus basse. Par exemple 20 dB à 100 kHz. Alors cette fréquence d'étoile est de 100 kHz/10 ＝30 kHz (en raison de la racine carrée de deux pôles).

Tracez maintenant une ligne droite au sommet du bruit (30 kHz) avec une pente de 40 dB/Dec S'il n'y a pas d'autres points de crête, la fréquence de résonance du filtre est de 30 kHz. Pour sélectionner les paramètres LC. Il existe de nombreux choix de paramètres LC, le prix de l'inductance est plus cher que celui du condensateur, et le choix doit peser le prix et la perte.

Filtrage en mode commun

Le filtre en mode commun est plus facile à concevoir que le filtre en mode différentiel, car il existe peu de types à choisir.
Un filtre de mode commun:Capacité de mode commun (appelée capacité Y en entreprise ; X est la capacité en mode différentiel) + une self de mode commun.

Comme le montre la figure ci-dessous:

Le condensateur de mode commun shunte la ligne vers la terre, tandis que la self de mode commun fournit l'impédance équilibrée, c'est-à-dire qu'elle fournit la même impédance pour la source et la ligne de retour et présente un chemin à haute impédance pour le bruit de mode commun. . Pour l'inductance en mode différentiel, elle est nulle.

Sélection numérique

Contrairement à l'élément de sélection de mode différentiel en mode commun, le condensateur est ici plus cher que l'inductance.Il y a deux raisons :

1.La mise à la terre du condensateur doit être capable de résister à une tension instantanée de 3 kV, voire de 6 kV, elle est donc très encombrante. Il existe également une limite de sécurité stricte sur la valeur du courant circulant, qui limite la valeur maximale à laquelle le condensateur de mode commun peut être appliqué, généralement plusieurs nanofarads.

donc,Vous choisissez la capacité maximale autorisée et appliquez la même technologie que celle déterminée précédemment. LC, utilisez les mêmes étapes pour déterminer la valeur de l'inductance. Ne paniquez pas si vous calculez une valeur élevée de starter en mode commun. Les deux bobines de la self de mode commun circulent le même courant, mais il ne semble pas y avoir de courant net. Beaucoup de tours sans saturation.

2.Lors du calcul de l'inductance requise, deux condensateurs de mode commun sont connectés en parallèle (la valeur est doublée) et deux bobines de self de mode commun sont connectées en série.

donc,Obtenez 2 fois les tours et 4 fois l'inductance. Cela vous donne une suppression supplémentaire du bruit 8 fois. La capacité est égale à 9.4 nF, tandis que l'inductance est de 4 mH et sa fréquence de coupure est de 26 kHz.

Capacité et limitation

Il existe une limitation de fréquence correspondante de la capacité, ce qui limite son application dans le filtrage EMI. Le condensateur électrolytique a un ESR considérable, ce qui signifie qu'il est considéré comme résistif au-dessus de la fréquence RC et n'est plus un pôle.

Par exemple, capacité = 100 µf ESR = 100 mω, qui devient résistive à une fréquence de 16 kHz. Il n'est plus utilisé pour le contrôle EMI.

En fait, les condensateurs en céramique ou en plastique sont souvent utilisés pour le filtrage EMI.

Ils sont également limités en raison de l'inductance du plomb.

Le condensateur de 1 μF n'est efficace qu'en dessous de 1 MHz.

Au-dessus de 1 MHz, il peut atteindre 10 MHz avec un condensateur de 100 nF.

Pour supprimer le bruit, 1 μF, 100nF et 10nF peuvent être utilisés en parallèle.

Il existe également une limitation sur l'inductance (sa résistance de bobine, bien qu'elle ne soit pas bonne pour la perte de puissance, n'a aucune influence évidente sur la suppression du bruit).

La limitation la plus importante est la capacité distribuée, qui peut être connectée en parallèle avec l'inducteur. Au-dessus d'une certaine fréquence, la réactance capacitive est inférieure à la réactance inductive, et au-dessus de cette fréquence, l'inductance ne bloque plus le bruit.

Exemple : supposons que 1 mH ait une capacité de 100 pF. Ensuite, son impédance inductive cesse d'augmenter au-dessus d'environ 500 kHz et diminue en fait. Bien entendu, plus l’inductance est petite, plus la capacité distribuée est petite et plus la fréquence de coupure est élevée.

Deux inductances peuvent être connectées en série au lieu d'une grande inductance, car deux inductances sont connectées en série pour augmenter l'inductance et leurs condensateurs sont connectés en série pour réduire la capacité, mais cela n'est jamais fait en pratique.La varistance a une capacité. De nombreux concepteurs ont besoin d'une varistance pour absorber la tension transitoire du réseau électrique.La varistance a une petite capacité et peut être utilisée dans le cadre du filtrage, ce qui présente des gains inattendus.Remarque : ajoutez la varistance entre la source et la ligne de retour à la terre. La varistance présente également un courant de fuite, la capacité Y doit donc être réduite en conséquence.

Deux inducteurs avec un noyau magnétique : inducteurs en mode commun et en mode différentiel, permettant d'économiser des coûts et du volume.Cependant, la conception doit prêter attention à : enrouler une self de mode commun, par exemple, 47 tours d'un côté, tout en enroulant l'autre côté de la ligne source d'un tour supplémentaire.Cet inducteur est toujours une self de mode commun, mais il existe désormais un inducteur série avec une inductance de (48 2 -47 2 )AL, qui est beaucoup plus grande que celle d'un enroulement d'un tour sur un tel noyau magnétique. Cependant, le champ magnétique composite dans le noyau magnétique n'est pas nul, il faut donc vérifier que le noyau magnétique ne soit pas saturé au courant maximum.

Une atténuation de 100 dB est-elle disponible ?

Les filtres basse fréquence utilisent uniquement des filtres bipolaires, il n'est donc pas nécessaire d'ajouter un condensateur supplémentaire, une inductance supplémentaire ou une inductance et un condensateur supplémentaires pour le filtrage d'ordre élevé, car de tels filtres sont difficiles à concevoir ;

Pour la conception commerciale, le filtrage d’ordre élevé nécessite un autre inducteur, ce qui signifie que la production est difficile. Sauf circonstances particulières, un tel filtre n’est pas nécessaire. L'atténuation à quatre pôles est très rapide et peut être pire si six pôles sont nécessaires.S'il est calculé qu'un inducteur doit être atténué de 60 à 80 dB dans la région des basses fréquences, il est préférable de revenir en arrière et d'étudier le câblage du circuit.

Méthode possible : augmenter la fréquence de commutation pour réduire les besoins de filtrage. Il existe des limitations de performances des composants, ainsi que des fuites et des interférences croisées entre les vias dans la configuration réelle du PCB.Entre la ligne du bas et la ligne du haut, une atténuation de 100 dB peut être obtenue.Un filtre commercial peut également être acheté, car il produit à lui seul une plus grande atténuation.Parce que les principaux appareils commerciaux ont veillé à éviter les interférences croisées dans la disposition des circuits et ont scellé le filtre dans une coque métallique.Bien sûr, vous pouvez le faire vous-même, mais le coût est plus élevé.

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