Ortak mod bobinleri popüler olmasına rağmen, başka bir olasılık da monolitik bir EMI filtresidir. Düzen makulse, bu çok katmanlı seramik bileşenler mükemmel ortak mod gürültü bastırma sağlayabilir.
Birçok faktör, elektronik cihazların işlevselliğine zarar verebilecek veya bunları engelleyebilecek "gürültü" girişiminin miktarını artırır. Günümüzün arabası tipik bir örnektir. Bir arabada Wi-Fi, Bluetooth, uydu radyo, GPS sistemlerini bulabilirsiniz ve bu sadece başlangıç. Bu tür gürültü girişimini yönetmek amacıyla endüstri genellikle istenmeyen gürültüyü ortadan kaldırmak için koruma ve EMI filtreleri kullanır. Ancak artık EMI/RFI'yi ortadan kaldırmaya yönelik bazı geleneksel çözümler artık geçerli değil.
Bu sorun, birçok OEM'in Monolitik gibi daha uygun çözümler elde etmek için 2 kapasitörlü diferansiyel, 3 kapasitör (bir X kapasitör ve iki Y kapasitör), besleme filtreleri, ortak mod bobinleri veya bunların bir kombinasyonu gibi seçimlerden kaçınmasına neden oldu. Daha küçük bir pakette daha iyi gürültü bastırma özelliğine sahip EMI filtresi.
Elektronik ekipman güçlü elektromanyetik dalgalar aldığında, devrede istenmeyen akımlar indüklenebilir ve beklenmedik çalışmaya neden olabilir veya amaçlanan çalışmayı etkileyebilir.
EMI/RFI iletilen veya yayılan emisyonlar şeklinde olabilir. EMI gerçekleştirildiğinde bu, gürültünün elektrik iletkenleri boyunca yayıldığı anlamına gelir. Gürültü havada manyetik alan veya radyo dalgaları şeklinde yayıldığında yayılan EMI meydana gelir.
Dışarıdan uygulanan enerji az da olsa yayın ve iletişim amacıyla kullanılan radyo dalgalarıyla karışırsa alım hatasına, anormal ses gürültüsüne veya video kesintisine neden olur. Enerji çok güçlüyse elektronik ekipman zarar görebilir.
Kaynaklar arasında doğal gürültü (elektrostatik boşalma, aydınlatma ve diğer kaynaklar gibi) ve yapay gürültü (temas gürültüsü, yüksek frekanslı sızıntı ekipmanının kullanımı, zararlı radyasyon vb. gibi) bulunur. Genel olarak EMI/RFI gürültüsü ortak mod gürültüsüdür, dolayısıyla çözüm, istenmeyen yüksek frekansları ayrı bir cihaz olarak veya bir devre kartına gömülü olarak ortadan kaldırmak için EMI filtreleri kullanmaktır.
EMI filtresi EMI filtresi genellikle bir devre oluşturacak şekilde bağlanan kapasitörler ve indüktörler gibi pasif bileşenlerden oluşur.
"İndüktörler, zararlı, istenmeyen yüksek frekanslı akımları engellerken DC veya düşük frekanslı akımın geçişine izin verir. Kapasitörler, yüksek frekanslı gürültüyü filtrenin girişinden güç veya toprak bağlantısına geri aktarmak için düşük empedanslı bir yol sağlar," dedi Johanson Dielektrik'ten Christophe Cambrelin, şirketin çok katmanlı seramik kapasitörler ve EMI filtreleri ürettiğini söyledi.
Geleneksel ortak mod filtreleme yöntemleri, seçilen kesme frekansından daha düşük frekanslara sahip sinyalleri geçiren ve kesme frekansından daha yüksek frekanslara sahip sinyalleri zayıflatan kapasitörler kullanan alçak geçişli filtreleri içerir.
Ortak bir başlangıç noktası, her iz ile diferansiyel girişin toprağı arasına bir kapasitör kullanarak diferansiyel konfigürasyonda bir çift kapasitör uygulamaktır. Her daldaki kapasitör filtresi, EMI/RFI'yi belirtilen kesme frekansının üzerinde toprağa aktarır. Bu konfigürasyon iki kablo aracılığıyla zıt fazdaki sinyallerin gönderilmesini içerdiğinden, istenmeyen gürültüyü yere gönderirken sinyal-gürültü oranını da artırır.
Cambrelin, "Maalesef, X7R dielektrikli MLCC'lerin (genellikle bu işlev için kullanılır) kapasitans değeri zamana, öngerilim voltajına ve sıcaklığa göre önemli ölçüde değişir" dedi.
"Dolayısıyla, bu iki kapasitör oda sıcaklığında ve düşük voltajda yakından eşleşse bile, belirli bir zamanda, zaman, voltaj veya sıcaklık değiştiğinde, muhtemelen çok farklı değerlere sahip olacaklardır. İki çizgi arasındaki bu tür bir uyumsuzluk, filtre kesme noktasına yakın eşitsiz tepkilere neden olacaktır. Bu nedenle ortak mod gürültüsünü diferansiyel gürültüye dönüştürür.”
Diğer bir çözüm ise iki "Y" kapasitörü arasına büyük değerli bir "X" kapasitörünü köprülemektir. "X" kapasitör şöntü, gerekli ortak mod dengeleme etkisini sağlayabilir, ancak istenmeyen diferansiyel sinyal filtreleme yan etkileri üretecektir. Belki de alçak geçişli filtrelere en yaygın çözüm ve alternatif, ortak mod bobinleridir.
Ortak mod bobini, her iki sargının da birincil ve ikincil olarak görev yaptığı 1:1 transformatördür. Bu yöntemde bir sargıdan geçen akım diğer sargıda zıt akımı indükler. Ne yazık ki, ortak modlu bobinler aynı zamanda ağırdır, pahalıdır ve titreşim nedeniyle arızalanmaya eğilimlidir.
Bununla birlikte, sarımlar arasında mükemmel uyum ve bağlantıya sahip uygun bir ortak mod bobini, diferansiyel sinyallere karşı şeffaftır ve ortak mod gürültüsüne karşı yüksek empedansa sahiptir. Ortak modlu bobinlerin bir dezavantajı parazitik kapasitansın neden olduğu sınırlı frekans aralığıdır. Belirli bir çekirdek malzeme için, daha düşük frekanslı filtrelemeyi elde etmek için kullanılan endüktans ne kadar yüksek olursa, gereken dönüş sayısı ve bununla birlikte gelen parazitik kapasitans da o kadar fazla olur, bu da yüksek frekanslı filtrelemeyi etkisiz hale getirir.
Sargılar arasındaki mekanik üretim toleranslarındaki uyumsuzluklar, sinyal enerjisinin bir kısmının ortak mod gürültüsüne dönüştürüldüğü mod dönüşümüne neden olabilir veya bunun tersi de geçerlidir. Bu durum elektromanyetik uyumluluk ve bağışıklık sorunlarına neden olacaktır. Uyumsuzluk aynı zamanda her bir bacağın etkili endüktansını da azaltır.
Her durumda, diferansiyel sinyal (geçiş), bastırılması gereken ortak mod gürültüsüyle aynı frekans aralığında çalıştığında, ortak mod bobininin diğer seçeneklere göre önemli bir avantajı vardır. Ortak mod bobinleri kullanılarak sinyal geçiş bandı ortak mod durdurma bandına genişletilebilir.
Monolitik EMI filtreleri Ortak mod bobinleri popüler olmasına rağmen, diğer bir olasılık da monolitik EMI filtreleridir. Düzen makulse, bu çok katmanlı seramik bileşenler mükemmel ortak mod gürültü bastırma sağlayabilir. Karşılıklı endüktans iptali ve koruma etkileri olan iki dengeli paralel kapasitörü tek bir pakette birleştirirler. Bu filtreler, dört harici bağlantıya bağlı tek bir cihazda iki bağımsız elektrik yolu kullanır.
Karışıklığı önlemek için monolitik EMI filtresinin geleneksel bir geçiş kapasitörü olmadığına dikkat edilmelidir. Her ne kadar aynı görünseler de (aynı paket ve görünüm), tasarımları oldukça farklıdır ve bağlantı yöntemleri de farklıdır. Diğer EMI filtreleri gibi, tek çipli bir EMI filtresi de belirtilen kesme frekansının üzerindeki tüm enerjiyi zayıflatır ve istenmeyen gürültüyü "toprağa" aktarırken yalnızca geçmesi gereken sinyal enerjisini seçer.
Ancak önemli olan çok düşük endüktans ve uyumlu empedanstır. Monolitik bir EMI filtresi için terminal, cihazdaki ortak referans (koruyucu) elektrota dahili olarak bağlanır ve kart, referans elektrot ile ayrılır. Statik elektrik açısından, üç elektrik düğümü, ortak bir referans elektrotunu paylaşan iki kapasitif yarımdan oluşur; tüm referans elektrotları, tek bir seramik gövdede bulunur.
Kapasitörün iki yarısı arasındaki denge aynı zamanda piezoelektrik etkilerin eşit ve zıt olduğu ve birbirini iptal ettiği anlamına gelir. Bu ilişki aynı zamanda sıcaklık ve voltajdaki değişiklikleri de etkiler, dolayısıyla iki hattaki bileşenler aynı derecede eskimeye sahiptir. Bu monolitik EMI filtrelerinin bir dezavantajı varsa, ortak mod gürültüsünün diferansiyel sinyal ile aynı frekansta olması durumunda kullanılamazlar. Cambrelin, "Bu durumda ortak mod bobini daha iyi bir çözümdür" dedi.
Design World'ün son sayısına ve geçmiş sayılarına kullanımı kolay, yüksek kaliteli bir formatta göz atın. Önde gelen tasarım mühendisliği dergileriyle hemen düzenleyin, paylaşın ve indirin.
Mikrodenetleyiciler, DSP, ağ iletişimi, analog ve dijital tasarım, RF, güç elektroniği, PCB kablolaması vb. konuları kapsayan dünyanın en iyi problem çözme EE forumu.
Engineering Exchange, mühendislere yönelik küresel bir eğitimsel çevrimiçi topluluktur. Bugün bağlanın, paylaşın ve öğrenin »
Telif Hakkı © 2021 WTWH Media LLC. her hakkı saklıdır. WTWH Medya Gizlilik Politikası |'nın önceden yazılı izni olmadan, bu web sitesindeki materyaller kopyalanamaz, dağıtılamaz, iletilemez, önbelleğe alınamaz veya başka bir şekilde kullanılamaz. Reklam | Hakkımızda
Gönderim zamanı: 15 Aralık 2021
