Meskipun mode tersedak umum populer, alternatifnya mungkin filter EMI monolitik. Ketika ditata dengan benar, komponen keramik multilapis ini memberikan penolakan kebisingan mode umum yang sangat baik.
Banyak faktor yang meningkatkan jumlah gangguan “kebisingan” yang dapat merusak atau mengganggu fungsi peralatan elektronik. Mobil masa kini adalah contoh utama. Di dalam mobil, Anda akan menemukan Wi-Fi, Bluetooth, radio satelit, sistem GPS, dan itu baru permulaan. Untuk mengelola gangguan kebisingan ini, industri biasanya menggunakan pelindung dan filter EMI untuk menghilangkan kebisingan yang tidak diinginkan. Tetapi beberapa solusi tradisional untuk menghilangkan EMI/RFI tidak lagi cukup.
Masalah ini menyebabkan banyak OEM menghindari penggunaan diferensial 2-kapasitor, 3-kapasitor (satu kapasitor X dan 2 kapasitor Y), filter feedthrough, mode tersedak umum, atau kombinasi dari semuanya untuk solusi yang lebih cocok seperti filter EMI monolitik dengan penolakan kebisingan yang lebih baik dalam paket yang lebih kecil.
Saat peralatan elektronik menerima gelombang elektromagnetik yang kuat, arus yang tidak diinginkan dapat terinduksi di sirkuit dan menyebabkan pengoperasian yang tidak diinginkan – atau mengganggu pengoperasian yang dimaksudkan.
EMI/RFI dapat berupa emisi terkonduksi atau pancaran. Ketika EMI dilakukan, berarti kebisingan berjalan di sepanjang konduktor listrik. EMI terpancar terjadi ketika kebisingan merambat melalui udara dalam bentuk medan magnet atau gelombang radio.
Meskipun energi yang diterapkan dari luar kecil, jika bercampur dengan gelombang radio yang digunakan untuk penyiaran dan komunikasi, dapat menyebabkan hilangnya penerimaan, gangguan suara yang tidak normal, atau gangguan video. Jika energinya terlalu kuat, dapat merusak peralatan elektronik.
Sumber termasuk kebisingan alam (misalnya, pelepasan elektrostatis, pencahayaan, dan sumber lainnya) dan kebisingan buatan manusia (misalnya, kebisingan kontak, kebocoran peralatan menggunakan frekuensi tinggi, emisi yang tidak diinginkan, dll.). Biasanya, kebisingan EMI/RFI adalah kebisingan mode umum. , jadi solusinya adalah menggunakan filter EMI untuk menghilangkan frekuensi tinggi yang tidak diinginkan, baik sebagai perangkat terpisah atau tertanam di papan sirkuit.
Filter EMI Filter EMI biasanya terdiri dari komponen pasif, seperti kapasitor dan induktor, yang dihubungkan untuk membentuk sirkuit.
“Induktor memungkinkan DC atau arus frekuensi rendah melewatinya sambil memblokir arus frekuensi tinggi yang tidak diinginkan dan tidak diinginkan.Kapasitor menyediakan jalur impedansi rendah untuk mengalihkan derau frekuensi tinggi dari input filter ke sambungan listrik atau ground,” ujar Christophe Cambrelin dari perusahaan kapasitor Johanson Dielectrics.EMI filter, Manufaktur Keramik Multilayer.
Metode penyaringan mode-umum tradisional termasuk filter low-pass menggunakan kapasitor yang melewatkan sinyal dengan frekuensi di bawah frekuensi cutoff yang dipilih dan menipiskan sinyal dengan frekuensi di atas frekuensi cutoff.
Titik awal yang umum adalah menerapkan sepasang kapasitor dalam konfigurasi diferensial, dengan satu kapasitor di antara setiap jejak input diferensial dan ground. Filter kapasitif di setiap kaki mengalihkan EMI/RFI ke ground di atas frekuensi cutoff yang ditentukan. Karena konfigurasi ini melibatkan mengirim sinyal dari fase yang berlawanan melalui dua kabel, rasio signal-to-noise ditingkatkan sementara noise yang tidak diinginkan dikirim ke ground.
“Sayangnya, nilai kapasitansi MLCC dengan dielektrik X7R (biasanya digunakan untuk fungsi ini) dapat bervariasi secara signifikan dengan waktu, voltase bias, dan suhu,” kata Cambrelin.
“Jadi, meskipun dua kapasitor sangat cocok pada waktu tertentu pada suhu kamar pada tegangan rendah, keduanya cenderung berakhir dengan nilai yang sangat berbeda setelah perubahan waktu, tegangan, atau suhu.Ketidaksesuaian antara kedua kabel ini akan menghasilkan respons yang tidak sama di dekat pemutusan filter.Oleh karena itu, ini mengubah derau mode umum menjadi derau diferensial.”
Solusi lain adalah menjembatani kapasitor "X" bernilai besar di antara dua kapasitor "Y". Shunt kapasitif "X" memberikan keseimbangan mode-umum yang ideal, tetapi juga memiliki efek samping yang tidak diinginkan dari pemfilteran sinyal diferensial. Mungkin solusi yang paling umum dan alternatif untuk low pass filter adalah mode tersedak umum.
Choke mode umum adalah transformator 1:1 dengan kedua belitan bertindak sebagai primer dan sekunder. Dalam metode ini, arus melalui satu belitan menginduksi arus berlawanan di belitan lainnya. Sayangnya, mode choke umum juga berat, mahal, dan rentan kegagalan akibat getaran.
Meskipun demikian, choke mode umum yang cocok dengan pencocokan sempurna dan kopling antara belitan transparan untuk sinyal diferensial dan memiliki impedansi tinggi terhadap noise mode umum. Salah satu kelemahan dari mode tersedak umum adalah rentang frekuensi terbatas karena kapasitansi parasit. Untuk bahan inti tertentu , semakin tinggi induktansi yang digunakan untuk mendapatkan penyaringan frekuensi rendah, semakin banyak belokan yang diperlukan, sehingga menghasilkan kapasitansi parasit yang tidak dapat melewati penyaringan frekuensi tinggi.
Ketidaksesuaian antara belitan karena toleransi pabrikan mekanis menyebabkan peralihan mode, di mana sebagian energi sinyal diubah menjadi noise mode umum dan sebaliknya. Situasi ini dapat menyebabkan masalah kompatibilitas elektromagnetik dan kekebalan. Ketidakcocokan juga mengurangi induktansi efektif setiap kaki.
Dalam kasus apa pun, mode tersedak umum memang menawarkan keuntungan yang signifikan dibandingkan opsi lain ketika sinyal diferensial (melewati) beroperasi dalam rentang frekuensi yang sama dengan derau mode umum yang harus ditolak. Dengan menggunakan mode tersedak umum, jalur sinyal dapat diperpanjang ke pita penolakan mode umum.
Filter EMI Monolitik Meskipun common mode choke populer, filter EMI monolitik juga dapat digunakan. Ketika ditata dengan benar, komponen keramik multilayer ini memberikan penolakan kebisingan mode umum yang sangat baik. Mereka menggabungkan dua kapasitor shunt yang seimbang dalam satu paket untuk pembatalan dan perlindungan induktansi timbal balik . Filter ini menggunakan dua jalur listrik terpisah dalam satu perangkat yang terhubung ke empat koneksi eksternal.
Untuk menghindari kebingungan, perlu dicatat bahwa filter EMI monolitik bukanlah kapasitor feedthrough tradisional. Meskipun terlihat sama (kemasan dan tampilan yang sama), desainnya sangat berbeda, dan tidak terhubung dengan cara yang sama. Seperti EMI lainnya filter, filter EMI monolitik menipiskan semua energi di atas frekuensi cutoff yang ditentukan dan memilih untuk hanya melewatkan energi sinyal yang diinginkan, sambil mengalihkan kebisingan yang tidak diinginkan ke "ground".
Namun, kuncinya adalah induktansi yang sangat rendah dan impedansi yang cocok. Untuk filter EMI monolitik, terminal terhubung secara internal ke elektroda referensi umum (pelindung) di dalam perangkat, dan pelat dipisahkan oleh elektroda referensi. Secara elektrostatis, tiga node listrik dibentuk oleh dua bagian kapasitif yang berbagi elektroda referensi umum, semuanya terkandung dalam satu badan keramik.
Keseimbangan antara dua bagian kapasitor juga berarti bahwa efek piezoelektrik sama dan berlawanan, membatalkan satu sama lain. Hubungan ini juga memengaruhi variasi suhu dan tegangan, sehingga komponen pada kedua saluran menua secara merata. Jika ada satu kelemahan dari EMI monolitik ini filter, itu karena mereka tidak akan berfungsi jika noise mode umum berada pada frekuensi yang sama dengan sinyal diferensial. "Dalam hal ini, mode tersedak umum adalah solusi yang lebih baik," kata Cambrelin.
Jelajahi edisi terbaru Dunia Desain dan terbitan sebelumnya dalam format berkualitas tinggi yang mudah digunakan. Edit, bagikan, dan unduh hari ini dengan majalah teknik desain terkemuka.
Forum EE pemecahan masalah teratas di dunia yang mencakup mikrokontroler, DSP, jaringan, desain analog dan digital, RF, elektronika daya, perutean PCB, dan lainnya
Hak Cipta © 2022 WTWH Media LLC.semua hak dilindungi undang-undang. Materi di situs ini tidak boleh direproduksi, didistribusikan, dikirim, disimpan dalam cache, atau digunakan tanpa izin tertulis sebelumnya dari Kebijakan Privasi Media WTWH |Iklan |Tentang kami
Waktu posting: Apr-19-2022
