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विभेदक मॉडल फ़िल्टरिंग और सामान्य मोड फ़िल्टर विश्लेषण
2022-03-17 1378

कम आवृत्ति दो भागों से आती है: अंतर मोड और सामान्य मोड फ़िल्टरिंग।

डिफरेंशियल मोड फ़िल्टरिंग वर्तमान रिटर्न लाइन की पावर लाइन पर शोर को कम करने का प्रयास करता है।


इसका मतलब यह है कि उस बिजली लाइन पर शोर शेल और रिटर्न लाइन में मौजूद है। इसलिए, फ़िल्टर करने का उद्देश्य शेल छोड़ने से पहले इसे लूप में शंट करना है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह वापस लौट आए और इसे मापा नहीं जा सके। बिजली लाइन को बाहर जाने से रोकने के लिए उस पर एक प्रारंभ करनेवाला सेट करें, और शोर के साथ कम-प्रतिबाधा चैनल प्रदान करने के लिए बिजली आपूर्ति और रिटर्न लाइन के बीच एक संधारित्र प्रदान करें। आमतौर पर, LISN (लाइन इम्पीडेंस स्टेबिलाइज़ेशन नेटवर्क) का उपयोग व्यावसायिक परीक्षण में किया जाता है। परीक्षण की गई बिजली आपूर्ति एक प्रारंभ करनेवाला और एक संधारित्र के माध्यम से एलआईएसएन से जुड़ी हुई है, जो 50 ω स्रोत प्रतिबाधा प्रदान करती है।


कभी-कभी शोर इतना कम हो सकता है कि प्रेरण की आवश्यकता नहीं होती है। कैपेसिटर और 50 ω अवरोधक एक वोल्टेज विभक्त पथ बनाते हैं जो अधिकांश शोर को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त है। इस सर्किट को काम करने के लिए, संधारित्र के ईएसआर को सीमित करना होगा। मल्टीलेयर कैपेसिटर और मेटालाइज्ड प्लास्टिक कैपेसिटर आज़माएं।

 

संख्यात्मक मान चुनें

विभेदक मोड फ़िल्टरिंग निम्नलिखित सर्किट में दिखाया गया है:

इसमें दूसरे क्रम का एलसी सर्किट शामिल है। माप के अनुसार, हम फ़िल्टर करने से पहले शोर स्पेक्ट्रम को जानते हैं, और साथ ही, हम जानते हैं कि डिज़ाइन किया जाने वाला दूसरे क्रम का फ़िल्टर 40 डीबी/दिसंबर पर शोर को कम करता है। यह प्रारंभिक बिंदु है जो फ़िल्टर का मोड़ निर्धारित करता है।

सबसे पहले, सबसे कम आवृत्ति अंतर मोड घटक ढूंढें। उदाहरण के लिए 20kHz पर 100dB। तब उस तारे की आवृत्ति 100kHz/ 10 =30kHz (दो ध्रुवों के वर्गमूल के कारण) होती है।

 

अब शोर के शीर्ष (30kHz) पर 40dB/दिसंबर की ढलान के साथ एक सीधी रेखा खींचें यदि कोई अन्य चरम बिंदु नहीं हैं, तो फ़िल्टर की गुंजयमान आवृत्ति 30kHz है। एलसी पैरामीटर का चयन करने के लिए. एलसी मापदंडों के कई विकल्प हैं, प्रारंभ करनेवाला की कीमत संधारित्र की तुलना में अधिक महंगी है, और विकल्प को कीमत और नुकसान का वजन करना चाहिए।

 

सामान्य मोड फ़िल्टरिंग

सामान्य मोड फ़िल्टर को डिफ़रेंशियल मोड फ़िल्टर की तुलना में डिज़ाइन करना आसान है, क्योंकि चुनने के लिए कुछ प्रकार होते हैं।
एक सामान्य मोड फ़िल्टर:सामान्य-मोड कैपेसिटेंस (व्यवसाय में वाई कैपेसिटेंस कहा जाता है; एक्स डिफरेंशियल मोड कैपेसिटेंस है) + एक सामान्य मोड चोक।

जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है:

 


सामान्य-मोड कैपेसिटर लाइन को जमीन पर शंट करता है, जबकि सामान्य मोड चोक संतुलित प्रतिबाधा प्रदान करता है - अर्थात, यह स्रोत और रिटर्न लाइन के लिए समान प्रतिबाधा प्रदान करता है, और सामान्य-मोड शोर के लिए एक उच्च प्रतिबाधा पथ प्रस्तुत करता है . डिफरेंशियल मोड इंडक्शन के लिए, यह शून्य है।

 

संख्यात्मक चयन

सामान्य-मोड अंतर-मोड चयन तत्व के विपरीत, यहां संधारित्र प्रारंभ करनेवाला की तुलना में अधिक महंगा है।इसके दो कारण हैं:

1.कैपेसिटर ग्राउंडिंग, तात्कालिक 3kV यहां तक ​​कि 6kV वोल्टेज का भी सामना करने में सक्षम होना चाहिए, इसलिए यह बहुत भारी है। वर्तमान प्रवाह के मूल्य पर एक सख्त सुरक्षा सीमा भी है, जो आम-मोड कैपेसिटर पर लागू किए जा सकने वाले अधिकतम मूल्य को सीमित करती है, आमतौर पर कई नैनोफ़ारड।

इसलिए,आप अधिकतम स्वीकार्य क्षमता चुनते हैं, और पहले से निर्धारित समान तकनीक लागू करते हैं। एलसी, इंडक्शन वैल्यू निर्धारित करने के लिए समान चरणों का उपयोग करें। यदि आप एक बड़े सामान्य मोड चोक मान की गणना करते हैं तो घबराएं नहीं। सामान्य मोड चोक के दो कॉइल समान धारा प्रवाहित करते हैं, लेकिन कोई शुद्ध धारा नहीं लगती है। संतृप्ति के बिना कई मोड़.

 

2.आवश्यक इंडक्शन की गणना करते समय, दो सामान्य-मोड कैपेसिटर समानांतर में जुड़े होते हैं (मान दोगुना हो जाता है), और सामान्य मोड चोक के दो कॉइल श्रृंखला में जुड़े होते हैं।

इसलिये,2 बार टर्न और 4 बार इंडक्शन प्राप्त करें। इससे आपको 8 गुना अतिरिक्त शोर दमन मिलता है। कैपेसिटेंस 9.4nF के बराबर है, जबकि इंडक्शन 4mH है, और इसकी कट-ऑफ आवृत्ति 26kHz है।

 

धारिता और सीमा

कैपेसिटेंस की एक संगत आवृत्ति सीमा है, जो ईएमआई फ़िल्टरिंग में इसके अनुप्रयोग को सीमित करती है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में काफी ईएसआर होता है, जिसका अर्थ है कि इसे आरसी आवृत्ति के ऊपर प्रतिरोधी माना जाता है और अब यह ध्रुव नहीं है।

 

उदाहरण के लिए, धारिता = 100 μ f ESR = 100 mω, जो 16kHz की आवृत्ति पर प्रतिरोधक हो जाता है। इसका उपयोग अब ईएमआई नियंत्रण के लिए नहीं किया जाता है।

दरअसल, ईएमआई फ़िल्टरिंग के लिए अक्सर सिरेमिक या प्लास्टिक कैपेसिटर का उपयोग किया जाता है।

वे लीड इंडक्शन के कारण भी सीमित हैं।

1 μF संधारित्र केवल 1MHz से नीचे प्रभावी है।

1MHz से ऊपर, यह 10nF कैपेसिटर के साथ 100MHz तक पहुंच सकता है।

शोर को दबाने के लिए, 1 μF, 100nF और 10nF का उपयोग समानांतर में किया जा सकता है।

 

प्रेरण पर भी एक सीमा है (इसका कुंडल प्रतिरोध, हालांकि बिजली हानि के लिए अच्छा नहीं है, शोर दमन पर कोई स्पष्ट प्रभाव नहीं है)।

सबसे महत्वपूर्ण सीमा वितरित धारिता है, जिसे प्रारंभ करनेवाला के साथ समानांतर में जोड़ा जा सकता है। एक निश्चित आवृत्ति के ऊपर, कैपेसिटिव प्रतिक्रिया आगमनात्मक प्रतिक्रिया से कम होती है, और इस आवृत्ति के ऊपर, अधिष्ठापन अब शोर को अवरुद्ध नहीं करता है।

 

उदाहरण: मान लीजिए 1mH की धारिता 100pF है। तब इसकी आगमनात्मक प्रतिबाधा लगभग 500kHz से ऊपर बढ़ना बंद कर देती है, और वास्तव में घट जाती है। बेशक, इंडक्शन जितना छोटा होगा, वितरित कैपेसिटेंस उतना ही छोटा होगा और कटऑफ आवृत्ति उतनी ही अधिक होगी।

एक बड़े प्रेरक के स्थान पर दो प्रेरकों को श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है, क्योंकि प्रेरकत्व को बढ़ाने के लिए दो प्रेरकों को श्रृंखला में जोड़ा जाता है और कैपेसिटेंस को कम करने के लिए उनके कैपेसिटर को श्रृंखला में जोड़ा जाता है, लेकिन व्यवहार में ऐसा कभी नहीं किया जाता है।वैरिस्टर में धारिता होती है। कई डिजाइनरों को पावर ग्रिड के क्षणिक वोल्टेज को अवशोषित करने के लिए एक वैरिस्टर की आवश्यकता होती है।वैरिस्टर की क्षमता छोटी होती है और इसे फ़िल्टरिंग के एक भाग के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिसमें अप्रत्याशित लाभ होता है।नोट: स्रोत और रिटर्न लाइन के बीच वेरिस्टर को जमीन पर जोड़ें। वैरिस्टर में लीकेज करंट भी होता है, इसलिए Y कैपेसिटेंस को तदनुसार कम किया जाना चाहिए।

 

एक चुंबकीय कोर के साथ दो प्रेरक: सामान्य-मोड और अंतर-मोड प्रेरक, लागत और मात्रा की बचत।हालाँकि, डिज़ाइन को इस पर ध्यान देना चाहिए: एक सामान्य मोड चोक को वाइंडिंग करना, उदाहरण के लिए, एक तरफ 47 मोड़, जबकि सोर्स लाइन के दूसरी तरफ एक और मोड़ से वाइंडिंग करना।यह प्रारंभ करनेवाला अभी भी एक सामान्य मोड चोक है, लेकिन अब (48 2 -47 2 )AL के अधिष्ठापन के साथ एक श्रृंखला प्रारंभ करनेवाला है, जो ऐसे चुंबकीय कोर पर एक मोड़ को घुमाने की तुलना में बहुत बड़ा है। हालाँकि, चुंबकीय कोर में समग्र चुंबकीय क्षेत्र शून्य नहीं है, इसलिए आपको जांचना चाहिए कि चुंबकीय कोर अधिकतम धारा पर संतृप्त नहीं होना चाहिए।


क्या 100dB क्षीणन उपलब्ध है?

कम-आवृत्ति फ़िल्टर केवल दो-पोल फ़िल्टर का उपयोग करते हैं, इसलिए उच्च-क्रम फ़िल्टरिंग के लिए एक और संधारित्र, एक और प्रारंभ करनेवाला, या एक और प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र जोड़ना आवश्यक नहीं है, क्योंकि ऐसे फ़िल्टर को डिज़ाइन करना मुश्किल होता है;

 

व्यावसायिक डिज़ाइन के लिए, उच्च-क्रम फ़िल्टरिंग के लिए एक अन्य प्रारंभकर्ता की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि उत्पादन मुश्किल है। विशेष परिस्थितियों को छोड़कर, ऐसे फ़िल्टर की कोई आवश्यकता नहीं है। चार-पोल क्षीणन बहुत तेज़ है, और यदि छह पोल की आवश्यकता हो तो यह और भी बदतर हो सकता है।यदि यह गणना की जाती है कि एक प्रारंभकर्ता को कम आवृत्ति क्षेत्र में 60 ~ 80 डीबी तक क्षीण करने की आवश्यकता है, तो वापस जाना और सर्किट वायरिंग का अध्ययन करना सबसे अच्छा है।

संभावित विधि: फ़िल्टरिंग आवश्यकताओं को कम करने के लिए स्विचिंग आवृत्ति बढ़ाएँ। घटकों की प्रदर्शन सीमाएँ हैं, और वास्तविक पीसीबी लेआउट में विअस के बीच रिसाव और क्रॉस हस्तक्षेप हैं।निचली रेखा और शीर्ष रेखा के बीच, 100dB का क्षीणन प्राप्त किया जा सकता है।एक वाणिज्यिक फ़िल्टर भी खरीदा जा सकता है, क्योंकि यह अपने आप में अधिक क्षीणन बनाता है।क्योंकि प्रमुख वाणिज्यिक उपकरणों ने सर्किट लेआउट के क्रॉस हस्तक्षेप से बचने पर ध्यान दिया है, और फ़िल्टर को धातु के खोल में सील कर दिया है।बेशक, आप इसे स्वयं कर सकते हैं, लेकिन लागत अधिक है।




अस्वीकरण: यह लेख "पावर कोर सिटी" से पुन: प्रस्तुत किया गया है। यह लेख केवल लेखक के व्यक्तिगत विचारों का प्रतिनिधित्व करता है, और सैको माइक्रो और उद्योग के विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। यह केवल बौद्धिक संपदा अधिकारों की सुरक्षा का समर्थन करने के लिए पुनर्मुद्रण और साझा करने के लिए है। कृपया पुनर्मुद्रण करते समय मूल स्रोत और लेखक का उल्लेख करें। यदि कोई उल्लंघन है, तो कृपया उसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें।

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