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En APEC en Florida, Texas Instruments presentó una familia de circuitos integrados diseñados para reducir el tamaño de los filtros de modo común antiemisiones de EMC en convertidores de potencia automotrices y de red monofásicos y trifásicos.

En principio, los circuitos integrados implementan un circuito multiplicador de capacitancia para emular los capacitores Y en un diseño de filtro pasivo convencional.

Lo hacen mientras están sentados entre inductores y condensadores de filtro más pequeños (diagrama superior) mientras se suman los componentes de alta frecuencia de los voltajes de los dos o cuatro conductores de alimentación de CA, y luego se inyecta una corriente de CA en contrafase derivada de estas señales de vuelta al neutro.

Compare el circuito activo con este circuito de filtro EMC pasivo convencional

"La capacitancia activa efectiva está determinada por la ganancia del circuito y la capacitancia de inyección", según TI. "Las impedancias de detección e inyección del filtro EMC activo utilizan valores de capacitancia relativamente bajos con huellas de componentes pequeñas".

Desplácese hasta la parte inferior de este artículo para ver una discusión sobre dónde fluyen exactamente las corrientes en este esquema.

Cualquiera que sea el mecanismo, el resultado, dijo TI, es una ruta de baja impedancia para el ruido de modo común que permite "15 a 25 dB de reducción de ruido CM sobre, por ejemplo, 150 kHz a 3 MHz, lo que ayuda a reducir el tamaño de los estranguladores de modo común". . También dijo: "hasta 30dB entre 100kHz y 3MHz" y que son capaces de "ayudar a cumplir con los límites EMI CISPR 25 Clase 5 para emisiones conducidas y radiadas".

La diferencia entre las versiones monofásica y trifásica es solo la cantidad de entradas proporcionadas para detectar voltajes: dos o cuatro respectivamente (diagrama a la izquierda , la versión trifásica tiene cuatro resistencias de carga de entrada). Todas estas señales se suman internamente en una sola señal de CA, que se filtra adecuadamente antes de volver a inyectarla.

Los condensadores de detección e inyección (ver diagramas) tienen que ser componentes con clasificación Y.

Los otros componentes pasivos en la salida son para amortiguación, para administrar la resonancia entre la inductancia de estrangulador de modo común que aún se necesita y la capacitancia de inyección, que aparecen en la ganancia del bucle activo como un par de ceros complejos.

Hay cuatro dispositivos planeados: TPSF12C1 y TPSF12C3 para aplicaciones comerciales monofásicas y trifásicas, luego TPSF12C1-Q1 y TPSF12C3-Q1 para uso automotriz. La producción en volumen está programada para el segundo trimestre de 2023, y los circuitos integrados de filtro EMI activos adicionales aparecerán más adelante este año.

El funcionamiento es de más de 8 a 16 V en Vcc (18 V soportados) y hasta 105 °C de temperatura ambiente (150 °C de empalme).

Las protecciones incluyen bloqueo por bajo voltaje y apagado térmico, y hay una almohadilla de habilitación.

Cumplen con los requisitos de inmunidad contra sobretensiones IEC 61000-4-5, lo que minimiza la necesidad de componentes de protección externos, como diodos de supresión de voltaje transitorio, dijo TI.

El embalaje es de 4,2 x 3,3 mm 14pad SOT-23

Se prevén aplicaciones en cargadores a bordo, servidores y fuentes de alimentación ininterrumpida.

Esta nota de aplicación tiene la información más clara sobre estos circuitos integrados e incluye un ejemplo de reducción del tamaño del inductor.

Actualizar:¿Cómo funciona esto?

Electronics Weekly habló con Pradeep Shenoy de TI para aclarar cómo funciona este esquema.

El bucle de corriente para la señal correctiva inyectada es, en una dirección, en la señal Neutral dentro del filtro y luego a través de Live a través del condensador X. Shenoy aclaró que el esquema también podría funcionar con un par de capacitores de inyección, uno para Neutral y el otro para Live.

Como se postuló en una versión anterior de este artículo, y confirmado por Shenoy, el bucle de corriente en la otra dirección sale del terminal de tierra del IC y regresa a la fuente de alimentación a través del chasis/tierra (etiquetado como 'PE' en TI's).diagrama, reproducido aquí).

El bucle se completa a través del estrangulador de modo común de la mano derecha, que definitivamente pasa suficiente señal para que esto funcione, dijo Shenoy. Agregó que, al analizar el circuito, se debe recordar que el IC no inyecta a bajas frecuencias como 50 o 60Hz.

Hay 13 componentes pasivos conectados al IC en el circuito sugerido, muchos de los cuales afectan la estabilidad de este circuito (lo que podría ser particularmente emocionante ya que una de sus salidas está conectada directamente a una de sus entradas). ¿Por dónde debería empezar el usuario potencial, preguntó Electronics Weekly?

Hay una herramienta de diseño asociada, respondió, que les dará a los usuarios de este circuito integrado un conjunto de valores pasivos para su aplicación a partir de los cuales se puede construir un circuito sólido y estable para su evaluación.