Πώς να επιλέξει ένα φίλτρο της EMI;

Εντούτοις, ενώ θα συμμορφωθούν αυτές οι παροχές ηλεκτρικού ρεύματος με τους κανονισμούς όταν δοκιμασμένος μόνο, προσθέτοντας τους σε ένα σύστημα μπορούν να οδηγήσουν στις απρομελέτητες ηλεκτρομαγνητικές εκπομπές, οι οποίες θα απαιτήσουν επιπλέον για να λάβουν τη έγκριση ρύθμισης. Τα Off-the-shelf φίλτρα της EMI, εάν επιλέγονται κατάλληλα, είναι ένας εύκολος τρόπος να βελτιωθούν οι εκπομπές και να συμμορφωθούν με τους κανονισμούς.

EMI και υπόβαθρο EMC

Κατά εξέταση των ηλεκτρομαγνητικών ζητημάτων συμβατότητας (EMC), τη διαμορφώνονται χαρακτηριστικά μέσω τριών συστατικών: πηγές θορύβου, πορείες, και δέκτες.

Η πηγή θορύβου είναι ο κόμβος συσκευών ή κυκλωμάτων που παράγει την παρέμβαση. Εκτός από η ίδια την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, η πηγή θορύβου μπορεί να περιλάβει άλλες συσκευές όπως οι μικροεπεξεργαστές, οι τηλεοπτικοί οδηγοί, και οι γεννήτριες RF.

Ο θόρυβος που παράγεται από μια πηγή θορύβου μπορεί έπειτα να διαβιβαστεί μέσω δύο πορειών. Ο πρώτος είναι η πορεία ακτινοβολίας, με το οποίο η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια διαδίδεται σε διαστημικό και συνδέεται με άλλα συστήματα. Ο δεύτερος είναι η πορεία διεξαγωγής, με το οποίο το σήμα περνά μέσω των αγωγών του συστήματος (π.χ. ευθυγραμμίσεις και επίπεδα PCB, συστατικοί μόλυβδοι, καλωδίωση εισαγωγής, κ.λπ.). Αυτή η πορεία μπορεί να επιστρέψει στο κύριο ηλεκτροφόρο καλώδιο και να έχει επιπτώσεις σε άλλες συσκευές που λαμβάνουν τη δύναμη από εκείνη την γραμμή.

Ο δέκτης είναι η συσκευή που λαμβάνει το θόρυβο από την πηγή θορύβου και επηρεάζεται από την παρέμβαση. Οι δέκτες μπορούν να περιλάβουν σχεδόν όλα τα αναλογικά και ψηφιακά κυκλώματα.

Κατά δοκιμή του EMC, τη ρυθμιστές θα εξετάσουν χωριστά για τις διευθυνμένες και ακτινοβολούσες ηλεκτρομαγνητικές εκπομπές. Κάθε τύπος ακτινοβολίας έχει τα φάσματά του ορίων και συχνότητας καθώς επίσης και τις μεθόδους καταστολής. Οι ακτινοβολούσες ηλεκτρομαγνητικές εκπομπές καλύπτουν ένα πολύ φάσμα υψηλότερης συχνότητας (χαρακτηριστικά 30 MHZ σε 1.000 MHZ) και μπορούν να περιοριστούν στο πώς μπορούν να ελεγχθούν όπως ο θόρυβος διαδίδει μέσω του διαστήματος. Εκτός από τη χρησιμοποίηση των κατάλληλων τεχνικών σχεδίου σχεδιαγράμματος και κυκλωμάτων για να μειωθεί ο θόρυβος στην πηγή θορύβου, η προστασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καταστείλει τον ακτινοβολούντα θόρυβο. Οι διευθυνμένες ηλεκτρομαγνητικές εκπομπές, αφ' ετέρου, καλύπτουν ένα φάσμα χαμηλότερης συχνότητας (χαρακτηριστικά 0,15 MHZ σε 30 MHZ), και επειδή περνούν.

Φίλτρα της EMI και απαιτήσεις συστημάτων

Οι μηχανικοί που επιλέγουν τα off-the-shelf φίλτρα της EMI μπορούν να έχουν κάποια σύγχυση στο πώς να επιλέξουν το σωστό φίλτρο για το σύστημά τους. Το πρώτο βήμα είναι να εξασφαλιστεί ότι το φίλτρο της EMI καλύπτει τις βασικές ηλεκτρικές απαιτήσεις. Τα σημαντικά στοιχεία στην αναθεώρηση περιλαμβάνουν.

• Ρεύμα διαρροής, το οποίο είναι τρέχον να περάσει το έδαφος/το έδαφος ραφιών. Εκτός από το ρεύμα διαρροής από η ίδια την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, το φίλτρο της EMI παράγει επίσης το ρεύμα διαρροής. Για λόγους ασφάλειας, το ρεύμα διαρροής έχει τα ρυθμιστικά όρια και ο σχεδιαστής πρέπει να εξετάσει τα αποτελέσματα της διαρροής φίλτρων.
• Τρέχουσα εκτίμηση, η οποία είναι το μέγιστο ρεύμα μέσω του φίλτρου της EMI στη διευκρινισμένη λειτουργούσα σειρά θερμοκρασίας. Λειτουργούσα θερμοκρασία, η οποία είναι η μέγιστη θερμοκρασία στην οποία η συσκευή μπορεί να λειτουργήσει.
• Τάση απομόνωσης, η οποία είναι η εκτίμηση απομόνωσης που μετριέται μεταξύ κάθε γραμμής εισαγωγής και εδάφους/εδάφους ραφιών (καμία απομόνωση μεταξύ της εισαγωγής και της παραγωγής).
• Η εκτιμημένη τάση, είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να εφαρμοστεί στην εισαγωγή. Η υπέρβαση αυτής της αξίας θα βλάψει τα συστατικά μέσα.

Χαρακτηριστικά φίλτρων της EMI

Μετά από να βρούν ένα φίλτρο της EMI που ικανοποιεί τους λειτουργούντες όρους του συστήματος, τα πραγματικά χαρακτηριστικά φιλτραρίσματος πρέπει να αναθεωρηθούν. Το φύλλο στοιχείων θα έχει χαρακτηριστικά τις γραφικές παραστάσεις, τη μια παρουσιάζοντας κοινή απώλεια τρόπου και τη μια απώλειας εισαγωγής παρουσιάζοντας διαφορική απώλεια τρόπου. Αυτά τα διαγράμματα παρουσιάζουν στο χρήστη πόσο η συχνότητα σημάτων μειώνεται μεταξύ της εισαγωγής και της παραγωγής.

Η απώλεια εισαγωγής είναι η αναλογία του σήματος μεταξύ της εισαγωγής φίλτρων και της παραγωγής λόγω του μεγάλου φάσματος συχνότητας που καλύπτεται, συνήθως μετρημένος στα ντεσιμπέλ και εκφρασμένος ως ακόλουθη εξίσωση.

Απώλεια εισαγωγής (DB) = 20Log 10 (unfiltered σήμα/φιλτραρισμένο σήμα)

Η εξίσωση μπορεί να ξαναγραφεί για να λύσει για το φιλτραρισμένο σήμα χρησιμοποιώντας τον κανόνα τμήματος.

Φιλτραρισμένο σήμα (DB) = Unfiltered σήμα (DB) - απώλεια εισαγωγής (DB)

-- κοινός τρόπος  - διαφορικός τρόπος

(1A)	(2A)	(3A)

Μερικές φορές μια γραφική παράσταση δεν δίνεται, αλλά μάλλον η αξία μείωσης θορύβου παρατίθεται σε έναν πίνακα στοιχείων. Αυτό συνήθως ταιριάζει με το φάσμα συχνότητας για το οποίο η μείωση ισχύει. Παραδείγματος χάριν, το δελτίο να διευκρινίσει 30 DB της μείωσης μεταξύ 150 kHz και 1 Ghz.

Ένα τελικό στοιχείο για να σημειώσει πότε το βλέποντας στοιχείο φίλτρων είναι ότι η σύνθετη αντίσταση πηγής και φορτίων θορύβου μπορεί να αλλάξει τη συμπεριφορά του φίλτρου. Η απώλεια εισαγωγής που δίνεται στο δελτίο παράγεται χρησιμοποιώντας μια σύνθετη αντίσταση (χαρακτηριστικά 50 Ω) που μπορεί να είναι πολύ διαφορετική από τη σύνθετη αντίσταση του συστήματος στο οποίο εφαρμόζεται. Έτσι, το φίλτρο που παρουσιάζεται στο δελτίο μπορεί να φανεί καλό, αλλά είναι σημαντικό να εξεταστεί το φίλτρο στο κύκλωμα για να ελέγξει την απόδοσή του υπό την πραγματικές πηγή θορύβου και τις συνθήκες φορτίων του συστήματος τελών.

Επιλογή φίλτρων της EMI

Κατά επιλογή ενός φίλτρου της EMI, την είναι καλύτερο να εκτελεσθούν οι προκαταρκτικές δοκιμές EMC για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος που φιλτράρεται για να λάβει μια αξία βασικών γραμμών για τις διευθυνμένες εκπομπές. Τα αποτελέσματα της δοκιμής θα πουν στο σχεδιαστή τη συχνότητα της αποτυχίας και το βαθμό αποτυχίας του εξοπλισμού. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να συγκριθούν με τη γραφική παράσταση απώλειας εισαγωγής του φίλτρου της EMI για να καθορίσουν εάν μπορούν να παρέχουν την ικανοποιητική μείωση στη συχνότητα αποτυχίας για να βοηθήσουν να περάσουν τη δοκιμή EMC. Παραδείγματος χάριν, αναφερόμενος στη γραφική παράσταση απώλειας εισαγωγής κοινός-τρόπου του φίλτρου της EMI κατωτέρω, που παρουσιάζει επίπεδο μείωσης περίπου -75 DB στο kHz 500, καθορίστε εάν μια κοινή δοκιμή ακτινοβολίας τρόπου που παράγει μια αξία 64 DB στο kHz 500 δείχνει μια αποτυχία δοκιμής. Εάν αυτό το φίλτρο της EMI εφαρμόζεται, αναμένεται για να περάσει τη δοκιμή EMC με ένα περιθώριο 11 DB στο kHz 500.

Λόγω της ασυμβίβαστης μείωσης πέρα από το φάσμα, είναι σημαντικό να εξασφαλιστεί ότι όλες οι συχνότητες ελαττωμάτων ή περιθωρίου μειώνονται κατάλληλα. Εάν το φύλλο στοιχείων παρέχει μια ενιαία αξία μείωσης παρά μια γραφική παράσταση απώλειας εισαγωγής, είναι σημαντικό να εξασφαλιστεί ότι αυτή η ενιαία αξία είναι μεγαλύτερη από το μέγιστο περιθώριο ελαττωμάτων.

Συμπέρασμα

Οι παροχές ηλεκτρικού ρεύματος μετατροπής είναι μια σημαντική πηγή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (EMI), έτσι ο κανονισμός τους είναι βασικός στην παρεμπόδιση της παρέμβασης με άλλες ηλεκτρονικές συσκευές. Οι περισσότεροι, εάν όχι όλοι, μεταστρέφοντας παροχές ηλεκτρικού ρεύματος έχουν τα φίλτρα από την πλευρά εισαγωγής, αλλά επειδή χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα των εφαρμογών, είναι όχι πάντα εγγυημένα για να είναι επαρκή να περάσουν την τελική δοκιμή EMC όταν χρησιμοποιείται για το ολόκληρο σύστημα. Τα Off-the-shelf φίλτρα της EMI είναι γρήγορα και ένας εύκολος τρόπος να βοηθήσουν στη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών εκπομπών όταν τα εσωτερικά φίλτρα δεν είναι ικανοποιητικά και είναι περισσότερος χρόνος αποδοτικός από σχεδιάζοντας μια χωριστή λύση εκ του μηδενός. cUI προσφέρει ένα ευρύ φάσμα των φίλτρων ρεύμα-συνεχούς EMI δύναμης και των φίλτρων ρεύμα-συνεχούς EMI δύναμης στο πίνακας-υποστήριγμα, το ράφι-υποστήριγμα, και τις διαμορφώσεις DIN-ραγών που μπορούν να βελτιστοποιηθούν για τις ανάγκες EMC του συστήματος.