Filtru EMI

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Filtrul EMI ( E lectro M agnetic I nterference ) este un filtru pasiv prezent în majoritatea echipamentelor electronice, pentru a permite acestor dispozitive să respecte reglementările de compatibilitate electromagnetică , în special cele referitoare la emisiile conduse . Practic, filtrul EMI este un filtru trece-jos care este conectat ca ultimă etapă între echipament și rețeaua de alimentare, pentru a atenua componentele deranjante pe care orice dispozitiv electronic ar tinde să le emită. Evident, filtrul trebuie să fie transparent la frecvența de alimentare (50-60 Hz) pentru a permite dispozitivului să funcționeze corect, în timp ce trebuie să acționeze în intervalul de frecvențe stabilit de reglementări (150 kHz-30 MHz).

Descriere

Schema unui filtru EMI tipic. Conductorii, de sus în jos, sunt cei de fază, neutru și pământ.

În figură puteți vedea un exemplu tipic de filtru EMI pentru o încărcare monofazată . Trebuie remarcat modul în care, datorită simetriei sale, filtrul permite nu numai atenuarea componentelor deranjante produse de dispozitivul în care este introdus, ci și creșterea imunității echipamentului împotriva perturbărilor provenite din exterior. Filtrul este compus în esență din niște condensatori , o bobină de blocare a modului comun și un inductor pe conductorul de pământ. Analiza acestor componente urmează una câte una.

Condensatoare

După cum puteți vedea, există două tipuri diferite de condensatori, condensatorii sau condensatori de linie și condensatori sau condensatori fază-pământ sau condensatori neutru- pământ în funcție de conductorul pe care sunt montați. Acestea îndeplinesc funcții foarte diferite și au, de asemenea, valori diferite ale capacității . Condensatoarele de fapt, fiind conectate direct la cablul de împământare, acestea nu pot avea valori de capacitate foarte semnificative, deoarece în acest caz ar oferi o impedanță prea mică la frecvența de alimentare. Acest lucru ar provoca un curent de scurgere chiar semnificativ, care ar putea provoca, de asemenea, probleme de siguranță pentru utilizator. Prin urmare, valorile tipice sunt ale câtorva nanofarade. Astfel de probleme nu afectează condensatorii , care poate avea, de asemenea, valori de capacitate mult mai mari (de obicei zeci sau sute de nanofarade).

Bobină de blocare în modul comun

Principala limitare la valoarea inductanței este dat de căderea maximă care este tolerabilă pe aceste componente la frecvența de alimentare. De obicei se utilizează componente a sute de μhenry. Alegerea miezului feromagnetic pe care se înfășoară conductorii este, de asemenea, fundamentală. Trebuie să aibă o valoare mare a permeabilității , care trebuie să rămână cât mai constantă posibil în intervalul de interes (150 kHz-30 MHz). Această valoare mare a permeabilității permite obținerea unui coeficient de inducție reciprocă cât mai asemănător cu . Acest lucru, așa cum se va vedea mai jos, este foarte important pentru funcționarea corectă a filtrului.

Inductor de masă

Această componentă nu este adesea prezentă în filtre. Acest lucru se datorează în principal din motive de siguranță: în general se preferă păstrarea impedanței cablului de masă cât mai scăzută posibil. Atunci când este prezentă o astfel de componentă, se preferă, în general, să înfășurați conductorul de masă direct pe un miez, decât să lipiți o componentă suplimentară, deoarece sudurile, rupându-se, ar cauza probleme serioase de siguranță.

Operațiune

Schema de conectare a unui filtru a \ pi
Schema unui filtru a

Pentru a înțelege în detaliu funcționarea acestui filtru, este convenabil să introduceți defalcarea curenților de fază ( ), neutru ( ) și pământ ( ) în componentele lor de mod diferențial ( ) și modul comun ( ) conform următoarelor rapoarte:

Se poate arăta că, dacă toate componentele utilizate sunt liniare, modul comun și modul diferențial pot fi studiate separat prin înlocuirea filtrului EMI cu un ca cel arătat în figura din dreapta. Valorile Și variază între modul comun și componentele modului diferențial.

Mod diferențial:

Mod comun:

Dacă există un inductor de împământare, acesta trebuie adăugat numai pentru componentele modului comun, dublându-i valoarea.

Prin urmare, se observă că, dacă cuplarea dintre inductoare este perfectă, bobina atenuează doar componentele modului comun. Acesta este un fapt important: curentul de alimentare are de fapt componente doar în modul diferențial și, prin urmare, nu este atenuat. Mai mult, deoarece fluxul magnetic creat de curenții modului diferențial din interiorul miezului feromagnetic tinde să se anuleze reciproc (este de un semn pe cablul de fază, de semnul opus pe cel neutru) curenții de alimentare, deși au o valoare ridicată, acestea nu contribuie la saturarea materialului feromagnetic. Acest lucru este foarte pozitiv, deoarece saturația ar face ca permeabilitatea materialului să se prăbușească la cea a vidului, făcând prezența bobinei practic inutilă.

Bibliografie

Elemente conexe

Inginerie Portal de inginerie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu ingineria