La bassa frequenza proviene da due parti: modalità differenziale e filtro in modalità comune.

Il filtraggio in modalità differenziale cerca di ridurre il rumore sulla linea elettrica della linea di ritorno della corrente.

Ciò significa che il rumore su quella linea elettrica esiste nel guscio e nella linea di ritorno. Pertanto, lo scopo del filtraggio è di deviarlo nel ciclo prima che lasci la shell, in modo da garantire che ritorni e non possa essere misurato. Posizionare un induttore sulla linea di alimentazione per impedirne l'uscita e fornire un condensatore tra l'alimentazione e la linea di ritorno per fornire un canale a bassa impedenza con rumore. Di solito, la LISN (Line Impedance Stabilization Network) viene utilizzata nei test commerciali. L'alimentatore testato è collegato alla LISN tramite un induttore e un condensatore, fornendo un'impedenza della sorgente di 50 ω.

A volte il rumore può essere così piccolo che l'induttanza non è necessaria. Il condensatore e il resistore da 50 ω formano un percorso del divisore di tensione sufficiente a trasferire la maggior parte del rumore. Affinché questo circuito funzioni, la ESR del condensatore deve essere limitata. Prova condensatori multistrato e condensatori in plastica metallizzata.

seleziona valore numerico

Il filtraggio in modalità differenziale è mostrato nel seguente circuito:

È costituito da un circuito LC del secondo ordine. Dalla misura conosciamo lo spettro del rumore prima del filtraggio e allo stesso tempo sappiamo che il filtro del secondo ordine da progettare attenua il rumore a 40 dB/Dec. Questo è il punto di partenza che determina il punto di svolta del filtro.

Innanzitutto, trova il componente della modalità differenziale di frequenza più bassa. Ad esempio 20 dB a 100 kHz. Quindi la frequenza della stella è 100kHz/ 10 ＝30kHz (a causa della radice quadrata di due poli).

Ora traccia una linea retta nella parte superiore del rumore (30kHz) con una pendenza di 40dB/Dec Se non sono presenti altri punti di picco, la frequenza di risonanza del filtro è 30kHz. Per selezionare i parametri LC. Esistono molte scelte di parametri LC, il prezzo dell'induttore è più costoso di quello del condensatore e la scelta dovrebbe pesare il prezzo e la perdita.

Filtraggio in modalità comune

Il filtro in modalità comune è più semplice da progettare rispetto al filtro in modalità differenziale, perché ci sono pochi tipi tra cui scegliere.
Un filtro in modalità comune:Capacità di modo comune (chiamata capacità Y negli affari; X è la capacità di modo differenziale)+un'induttanza di modo comune.

Come mostrato nella figura seguente:

Il condensatore di modo comune devia la linea verso terra, mentre l'induttanza di modo comune fornisce l'impedenza bilanciata, ovvero fornisce la stessa impedenza per la linea sorgente e quella di ritorno e presenta un percorso ad alta impedenza per il rumore di modo comune . Per l'induttanza in modalità differenziale, è zero.

Selezione numerica

Contrariamente all'elemento di selezione del modo differenziale di modo comune, il condensatore qui è più costoso dell'induttore.Ci sono due ragioni:

1.La messa a terra del condensatore deve essere in grado di sopportare una tensione istantanea di 3 kV e anche 6 kV, quindi è molto ingombrante. Esiste anche un rigido limite di sicurezza sul valore della corrente che scorre, che limita il valore massimo a cui può essere applicato il condensatore di modo comune, in genere diversi nanofarad.

Perciò,Scegli la capacità massima consentita e applica la stessa tecnologia determinata in precedenza. LC, utilizzare gli stessi passaggi per determinare il valore di induttanza. Non farti prendere dal panico se calcoli un valore di induttanza di modo comune elevato. Le due bobine dell'induttanza di modo comune fanno circolare la stessa corrente, ma sembra che non ci sia corrente netta. Molti giri senza saturazione.

2.Quando si calcola l'induttanza richiesta, due condensatori di modo comune sono collegati in parallelo (il valore è raddoppiato) e due bobine di induttanza di modo comune sono collegate in serie.

perciò,Ottieni 2 volte i giri e 4 volte l'induttanza. Questo ti dà una soppressione del rumore extra di 8 volte. La capacità è pari a 9.4nF, mentre l'induttanza è 4mH e la sua frequenza di taglio è 26kHz.

Capacità e limitazione

Esiste una corrispondente limitazione di frequenza della capacità, che ne limita l'applicazione nel filtraggio EMI. Il condensatore elettrolitico ha una notevole ESR, il che significa che è considerato resistivo al di sopra della frequenza RC e non è più un polo.

Ad esempio, capacità = 100 μ f ESR = 100 mω, che diventa resistivo ad una frequenza di 16kHz. Non viene più utilizzato per il controllo EMI.

In realtà, per il filtraggio EMI vengono spesso utilizzati condensatori ceramici o plastici.

Sono inoltre limitati a causa dell'induttanza del cavo.

Il condensatore da 1 μF è efficace solo al di sotto di 1 MHz.

Sopra 1 MHz, può raggiungere 10 MHz con condensatore da 100 nF.

Per sopprimere il rumore, è possibile utilizzare in parallelo 1 μF, 100 nF e 10 nF.

C'è anche una limitazione sull'induttanza (la sua resistenza della bobina, sebbene non sia buona per la perdita di potenza, non ha alcuna influenza evidente sulla soppressione del rumore).

La limitazione più importante è la capacità distribuita, che può essere collegata in parallelo all'induttore. Al di sopra di una certa frequenza, la reattanza capacitiva è inferiore a quella induttiva e al di sopra di questa frequenza l'induttanza non blocca più il rumore.

Esempio: supponiamo che 1mH abbia una capacità di 100pF. Quindi la sua impedenza induttiva smette di aumentare sopra i 500kHz circa e diminuisce effettivamente. Naturalmente, minore è l'induttanza, minore è la capacità distribuita e maggiore è la frequenza di taglio.

È possibile collegare due induttori in serie invece di un induttore grande, perché due induttori sono collegati in serie per aumentare l'induttanza e i loro condensatori sono collegati in serie per ridurre la capacità, ma in pratica ciò non viene mai fatto.Il varistore ha capacità. Molti progettisti necessitano di un varistore per assorbire la tensione transitoria della rete elettrica.Il varistore ha una piccola capacità e può essere utilizzato come parte del filtraggio, che offre guadagni inaspettati.Nota: aggiungere il varistore tra la linea di origine e quella di ritorno a terra. Anche il varistore presenta una corrente di dispersione, pertanto la capacità Y deve essere ridotta di conseguenza.

Due induttori con un nucleo magnetico: induttori di modo comune e di modo differenziale, con risparmio di costi e volume.Tuttavia, la progettazione dovrebbe prestare attenzione a: avvolgere un'induttanza di modo comune, ad esempio, 47 spire su un lato, mentre si avvolge l'altro lato della linea sorgente di un altro giro.Questo induttore è ancora un induttanza di modo comune, ma ora esiste un induttore in serie con un'induttanza di (48 2 -47 2 )AL, che è molto più grande di quella dell'avvolgimento di una spira su un tale nucleo magnetico. Tuttavia, il campo magnetico composito nel nucleo magnetico non è zero, quindi è necessario verificare che il nucleo magnetico non sia saturato alla corrente massima.

È disponibile un'attenuazione di 100 dB?

I filtri a bassa frequenza utilizzano solo filtri bipolari, quindi non è necessario aggiungere un altro condensatore, un altro induttore o un altro induttore e condensatore per il filtraggio di ordine superiore, poiché tali filtri sono difficili da progettare;

Per la progettazione commerciale, il filtraggio di ordine elevato richiede un altro induttore, il che significa che la produzione è difficile. Tranne che in circostanze particolari, non è necessario un tale filtro. L'attenuazione a quattro poli è molto veloce e potrebbe essere peggiore se fossero necessari sei poli.Se si calcola che un induttore debba essere attenuato di 60~80 dB nella regione delle basse frequenze, è meglio tornare indietro e studiare il cablaggio del circuito.

Metodo possibile: aumentare la frequenza di commutazione per ridurre i requisiti di filtraggio. Esistono limitazioni prestazionali dei componenti e sono presenti perdite e interferenze incrociate tra i via nel layout effettivo del PCB.Tra la linea inferiore e quella superiore si può ottenere un'attenuazione di 100 dB.Si può acquistare anche un filtro commerciale, perché da solo produce una maggiore attenuazione.Perché i principali dispositivi commerciali hanno prestato attenzione a evitare interferenze incrociate nel layout del circuito e hanno sigillato il filtro in un guscio metallico.Certo, puoi farlo da solo, ma il costo è più alto.

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