L'importance de l'installation du filtre à ligne électrique EMI
Même si unFiltre de ligne électrique EMIest sélectionné, une mauvaise installation détruira toujours les caractéristiques d'atténuation du filtre EMI. Une installation appropriée est cruciale pour obtenir des performances optimales. De bons résultats ne peuvent être obtenus que si le filtre EMI est correctement installé.
L'importance du montage du filtre EMI pour des performances optimales ne peut pas être surestimée. Un montage approprié reste critique pour atténuer les émissions rayonnées et réalisées causées par un bruit à haute fréquence.
Dorexs fait des recherches dans le domaine de l'EMC depuis plusieurs années et apersonnalisé de nombreux filtres d'alimentation EMIpour les clients. Nous avons une vaste expérience dansinstallationet mise en service. Une installation appropriée est essentielle pour maintenir les performances du filtre EMI.
L'importance du montage du filtre EMI pour des performances optimales ne peut pas être surestimée. Un montage approprié reste critique pour atténuer les émissions rayonnées et réalisées causées par un bruit à haute fréquence.
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Comment installer correctement les filtres EMI?
- Le filtre EMI est mieux installé à l'entrée et à la sortie de la source d'interférence, et le boîtier du filtre EMI et le boîtier de la source d'interférence doivent être bien chevauchés.
- Les lignes d'entrée et de sortie du filtre EMI doivent être séparées pour empêcher le couplage de ligne entre les extrémités d'entrée et de sortie et de réduire les caractéristiques d'atténuation du filtre EMI. Les produits utilisent généralement des partitions ou du châssis pour réparer les filtres. Si les méthodes d'isolement ne peuvent pas être mises en œuvre, les fils blindés doivent être fiables.
- Les fils de condensateur dans le filtre EMI doivent être aussi courts que possible pour empêcher la réactance inductive et la réactance capacitive de former une résonance à une certaine fréquence. Les condensateurs doivent être installés à angle droit à d'autres condensateurs et composants pour éviter une influence mutuelle (effet proche du champ).
- Il y a un grand courant de court-circuit sur la ligne de terre du filtre EMI, qui peut rayonner une forte interférence électromagnétique. Par conséquent, les composants de suppression du filtre EMI doivent être bien blindés.
- Chaque fil soudé dans la même prise doit être filtré, sinon les caractéristiques d'atténuation du filtre EMI seront complètement perdues.
Des techniques d'installation appropriées garantissent l'efficacité du filtre EMI.
Analysons l'importance deFiltre de ligne électrique EMIinstallation:
La méthode d'installation du filtre EMI comme le montre la figure 1, la figure 2 et la figure 3 ci-dessous est problématique. L'essence du problème est qu'il y a une diaphonie évidente du chemin de couplage électromagnétique entre le câble d'entrée du filtre, sa sortie et le circuit de PCB interne. De cette façon, le signal EMI existant à une extrémité du filtre échappera à la restriction du filtre EMI et sera directement couplé à l'autre extrémité du filtre EMI sans être atténué par le filtre.
Figure 1 Diagramme d'installation du problème de la ligne d'entrée du filtre
De plus, les filtres EMI sur l'image sont tous installés à l'intérieur du bouclier de l'équipement. Les signaux EMI sur les circuits internes et les composants de l'équipement seront directement couplés à l'extérieur de l'équipement en raison du couplage électromagnétique tel que la diaphonie, qui génère des signaux EMI sur la ligne de connexion d'alimentation de l'alimentation du filtre EMI, provoquant le blindage du périphérique pour perdre sa capacité à supprimer le rayonnement EMI généré par les composants internes et les circuits. Dans le même temps, s'il y a un signal d'interférence en mode commun sur le câble d'entrée du filtre EMI, il couplera également à travers le filtre aux composants et aux circuits à l'intérieur de l'appareil, détruisant ainsi le filtre et les effets de blindage.
Lors de l'installation de filtres EMI ou de la mise en place de circuits de filtre dans des équipements ou des systèmes électroniques, sachez que lorsque vous regardez des câbles, les câbles à l'extrémité d'entrée du filtre et les câbles à l'extrémité de sortie du filtre ne peuvent pas être regroupés. Lors du câblage du PCB, le signal à l'extrémité d'entrée du filtre et le signal à l'extrémité de sortie du filtre ne peuvent pas être disposés ensemble. S'ils sont disposés ensemble, le couplage électromagnétique entre les extrémités d'entrée / sortie du filtre EMI sera aggravé, provoquant une diaphonie. Cela détruira la capacité du blindage du filtre et de l'équipement pour supprimer les signaux d'interférence.
Un autre point important est qu'il existe une bonne connexion électrique à faible impédance entre le boîtier du filtre ou le condensateur Y filtre en mode commun dans le circuit du filtre et la masse système / structure. C'est-à-dire que la mise à la terre du filtre doit être bien gérée. Il est préférable de ne pas installer le filtre sur un objet isolant comme le montre la figure 3. Il doit être installé sur une coque en métal avec un bon contact et éviter d'utiliser de longs fils de terre. Parce qu'un fil de terre excessivement long signifie une augmentation significative de l'inductance et de la résistance du sol, ce qui endommagera gravement la capacité de suppression du mode commun du filtre. Une meilleure méthode consiste à utiliser des vis métalliques et des rondelles de ressort en forme d'étoile pour fixer en toute sécurité le bouclier filtrant vers le châssis à l'entrée de puissance de l'équipement.
L'installation correcte du filtre EMI est illustrée à la figure 4. La caractéristique de cette méthode d'installation consiste à utiliser le blindage de l'équipement pour isoler efficacement l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie du filtre d'alimentation. Le couplage électromagnétique, c'est-à-dire le problème de la diaphonie, est contrôlé à un niveau minimum.
Comme le montre la figure 1, la ligne de connexion entre le filtre EMI et le port d'alimentation est trop longue. C'est une erreur courante pour deux raisons:
Comme le montre la figure 1, la ligne de connexion entre le filtre EMI et le port d'alimentation est trop longue. C'est une erreur courante pour deux raisons:
Comme le montre la figure 1, la ligne de connexion entre le filtre EMI et le port d'alimentation est trop longue. C'est une erreur courante pour deux raisons:
- Pour les situations de résistance à l'interférence externe: l'interférence externe transmise dans l'appareil le long de la ligne électrique n'a pas encore été filtrée, et a déjà interféré avec la carte de circuit imprimé par couplage spatial, provoquant des problèmes de sensibilité.
- Dans le cas des émissions d'interférence interne du produit (y compris les émissions conduites et les émissions radiées): L'interférence générée sur la carte de circuit imprimé peut être directement couplée à l'extérieur du filtre et menée à l'extérieur du boîtier du produit, provoquant des émissions électromagnétiques excessives (y compris des émissions conduites et radiées).
Pourquoi cette erreur se produit facilement? In addition to the fact that design engineers treat the EMI filter as an ordinary circuit network, there is another objective reason that is prone to problems: the power cord input end of the equipment is usually on the rear panel of the product or equipment, and Display lights and switches are on the front panel of products and equipment, so after the power cord enters the product or equipment from the rear panel, it is often first connected to the display lights and switches on the front panel, and then connected to the filter.
Figure 2 Diagramme d'installation des problèmes d'entrée de filtre et de ligne de sortie
Comme le montre la figure 2, les lignes d'entrée et de sortie du filtre EMI sont trop proches. La raison de cette erreur est également la négligence du couplage spatial de l'interférence électromagnétique haute fréquence. Lors de la disposition des lignes de connexion internes de produits et d'équipements, par souci d'apparence, les extrémités d'entrée et de sortie du filtre sont liées. En conséquence, il existe une grande capacité distribuée entre la ligne d'entrée et la ligne de sortie, formant un chemin de couplage, de sorte que l'énergie d'interférence électromagnétique sera en fait lorsque le filtre est contourné, en particulier dans la bande de fréquences haute, l'effet de filtrage s'aggrave.
Remarque: Lorsque l'on traite des problèmes de compatibilité électromagnétique, les interférences électromagnétiques à haute fréquence se propageont et se répercutent dans l'espace, et peuvent ne pas se propager en fonction du modèle de circuit idéal conçu. Par conséquent, lors de la conception du boîtier et de la structure du produit, essayez de garder le port d'alimentation aussi loin que possible du port de signal.
Figure 3 Diagramme d'installation du problème de mise à la terre du filtre
Comme le montre la figure 3, si le filtre EMI est mis à la terre à travers un fil mince, l'effet à haute fréquence s'aggravera. Il y a un terminal de mise à la terre sur le boîtier du filtre, qui rappelle invisiblement à l'utilisateur que le filtre doit être mis à la terre. Par conséquent, dans les projets réels, vous verrez que la borne terrestre du filtre est connectée à un fil de terre. Remarque: une mauvaise connexion de ce fil affectera les performances du filtre.
- Méthode de connexion de la borne de terre du filtre: Dans le circuit de base du filtre de ligne électrique, une extrémité du condensateur de filtre en mode commun est connectée au conducteur filtré (ligne L et ligne n), et l'autre extrémité est connectée au sol. Pour le filtre, le sol est le boîtier du filtre, et la borne de sol sur le filtre est le boîtier du filtre. D'après le principe du filtre, la borne du sol du condensateur de filtre en mode commun doit être connectée au châssis blindé ou à une grande plaque métallique. Cette borne au sol est ce qui vous permet de connecter le filtre au châssis ou à une grande plaque métallique.
- Problèmes d'application des terminaux au sol dans la pratique: lors de la conception des condensateurs, la question du courant de fuite doit d'abord être prise en compte. Dans les filtres, même les pistes courtes auront un grand impact sur l'effet de dérivation du condensateur, donc lors de la conception d'un filtre à interférence électromagnétique, faites tout ce qui est possible pour raccourcir les fils de condensateur (même utiliser des condensateurs à trois terminaux ou des condensateurs d'alimentation). Le filtre EMI est mis à la terre à travers cette borne au sol, ce qui équivaut à prolonger la longueur du plomb du condensateur de filtre en mode commun.
La situation réelle montre que la longueur de ces fils de terre a depuis longtemps dépassé le niveau tolérable. Par conséquent, ces bornes à la terre sont généralement inutiles (sauf si un fil de terre très court et épais est utilisé). Au contraire, et avec un mauvais effet, la mauvaise chose à faire est de faire passer un long fil à travers la terre.
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Méthode de mise à la terre correcte: La coquille métallique du filtre doit être fixée à la surface conductrice du châssis métallique sur une grande surface.
Lorsque le filtre EMI est mis à la terre comme le montre la figure 3 (il n'y a pas de contact conducteur entre le boîtier métallique du filtre et le châssis, seul un fil mince est connecté), l'effet de filtrage du mode commun du filtre sera particulièrement pauvre à une certaine fréquence, presque proche de l'effet sans condensateurs de filtre à mode commun.
Figure 4 Diagramme de l'installation correcte du filtre
La méthode d'installation recommandée du filtre est illustrée à la figure 4. La connexion directe du filtre au sol doit être aussi courte que possible et les lignes d'entrée et de sortie doivent être isolées.
L'entrée et la sortie du filtre EMI peuvent être installées directement sur la plaque métallique des deux côtés du châssis pour minimiser l'impédance de contact. Le panneau métallique du châssis est utilisé pour isoler l'entrée et la sortie du filtre afin d'éviter le couplage haute fréquence. Il est préférable d'installer un joint d'étanchéité électromagnétique entre le filtre et le panneau de châssis (dans certaines applications, le joint de scellage électromagnétique est nécessaire, sinon une fuite se produira dans l'espace de contact). Lors de l'utilisation de cette méthode d'installation, l'effet de filtrage du filtre dépend principalement des performances du filtre lui-même.
L'entrée et la sortie du filtre EMI peuvent être installées directement sur la plaque métallique des deux côtés du châssis pour minimiser l'impédance de contact. Le panneau métallique du châssis est utilisé pour isoler l'entrée et la sortie du filtre afin d'éviter le couplage haute fréquence. Il est préférable d'installer un joint d'étanchéité électromagnétique entre le filtre et le panneau de châssis (dans certaines applications, le joint de scellage électromagnétique est nécessaire, sinon une fuite se produira dans l'espace de contact). Lors de l'utilisation de cette méthode d'installation, l'effet de filtrage du filtre dépend principalement des performances du filtre lui-même.
Figure 5 Diagramme schématique du filtre sur la carte de circuit imprimé PCB
Comme le montre la figure 5, afin de réduire les coûts pour les produits à usage général, le filtre est directement monté sur la carte de circuit imprimé. Cette méthode présente certains avantages en termes de coûts directs, mais le ratio de rentabilité réel n'est pas élevé. Parce que les interférences à haute fréquence induiront directement toute partie du circuit de filtre, ce qui fait échouer le filtre. Par conséquent, cette méthode ne convient souvent qu'aux situations où la fréquence d'interférence est très faible.
Si le circuit de filtre est conçu sur le PCB et que la mise à la terre est implémentée par des lignes imprimées PCB, la mise à la terre du condensateur de filtre en mode commun, c'est-à-dire entre le condensateur de filtre en mode commun et le point de mise à la terre de la coque ou du produit métallique, doit être avec un rapport d'aspect de moins de 3 lignes imprimées. Pour la mise à la terre du condensateur de filtre en mode différentiel, c'est-à-dire entre le condensateur de filtre en mode différentiel et la broche de sol de travail de la puce d'interface, une ligne imprimée avec un rapport d'aspect inférieur à 3 doit également être utilisée. Ceci est considéré comme une bonne mise à la terre au sens EMC.
Si cette méthode de filtrage est utilisée sur la carte de circuit imprimé PCB, c'est-à-dire qu'un circuit de filtre est conçu sur l'alimentation de commutation, et il y a toujours des problèmes EMC, un remède consiste à concevoir un dispositif de filtre en mode commun à l'entrée de la ligne électrique. Ces dispositifs de filtre ne peuvent supprimer que des interférences en mode commun.
En fait, la tension d'interférence induite de l'espace aux fils est sous la forme de mode commun. Le circuit peut être composé d'un étranglement en mode commun et de deux condensateurs de filtre en mode commun pour obtenir un bon effet de filtrage.
Mais soyez prudent: la capacité Y en mode commun est ajoutée ici à celle d'origine, ce qui peut entraîner le courant de fuite de la norme.
Cette méthode de division du filtre en deux parties sur la carte de circuit imprimé et au port a un rapport de coût élevé. Cette méthode peut être prise en compte dans les situations où le contrôle des coûts n'est pas strict, mais les exigences de suppression des interférences sont élevées.
Remarque: Le moyen le plus efficace de résoudre les problèmes EMC de ligne électrique consiste à installer un filtre de ligne électrique à l'entrée d'alimentation. Un indicateur important pour mesurer les filtres est la perte d'insertion. Les mauvais filtres et l'installation incorrecte ne fonctionneront pas comme prévu. Pour obtenir l'effet souhaité, non seulement le filtre doit répondre aux exigences, mais aussi la méthode d'installation est importante.
Si le circuit de filtre est conçu sur le PCB et que la mise à la terre est implémentée par des lignes imprimées PCB, la mise à la terre du condensateur de filtre en mode commun, c'est-à-dire entre le condensateur de filtre en mode commun et le point de mise à la terre de la coque ou du produit métallique, doit être avec un rapport d'aspect de moins de 3 lignes imprimées. Pour la mise à la terre du condensateur de filtre en mode différentiel, c'est-à-dire entre le condensateur de filtre en mode différentiel et la broche de sol de travail de la puce d'interface, une ligne imprimée avec un rapport d'aspect inférieur à 3 doit également être utilisée. Ceci est considéré comme une bonne mise à la terre au sens EMC.
Si cette méthode de filtrage est utilisée sur la carte de circuit imprimé PCB, c'est-à-dire qu'un circuit de filtre est conçu sur l'alimentation de commutation, et il y a toujours des problèmes EMC, un remède consiste à concevoir un dispositif de filtre en mode commun à l'entrée de la ligne électrique. Ces dispositifs de filtre ne peuvent supprimer que des interférences en mode commun.
En fait, la tension d'interférence induite de l'espace aux fils est sous la forme de mode commun. Le circuit peut être composé d'un étranglement en mode commun et de deux condensateurs de filtre en mode commun pour obtenir un bon effet de filtrage.
Mais soyez prudent: la capacité Y en mode commun est ajoutée ici à celle d'origine, ce qui peut entraîner le courant de fuite de la norme.
Cette méthode de division du filtre en deux parties sur la carte de circuit imprimé et au port a un rapport de coût élevé. Cette méthode peut être prise en compte dans les situations où le contrôle des coûts n'est pas strict, mais les exigences de suppression des interférences sont élevées.
Remarque: Le moyen le plus efficace de résoudre les problèmes EMC de ligne électrique consiste à installer un filtre de ligne électrique à l'entrée d'alimentation. Un indicateur important pour mesurer les filtres est la perte d'insertion. Les mauvais filtres et l'installation incorrecte ne fonctionneront pas comme prévu. Pour obtenir l'effet souhaité, non seulement le filtre doit répondre aux exigences, mais aussi la méthode d'installation est importante.
Pour la conception de EMC, la conception du filtre EMI est très importante pour le courant de mode commun, qu'il s'agisse du courant d'interférence en mode commun injecté dans l'interface ou du courant de bruit de mode commun des produits du circuit interne.
- Pour le filtre en mode commun, il réduit non seulement le courant de mode commun, mais aussi
Un filtre en mode commun capacitif peut également modifier le chemin du courant du mode de mode commun.
- Pour le filtre en mode différentiel, il ne peut pas modifier la taille du courant de mode commun ni le chemin du courant de mode commun, mais il peut convertir la transmission de courant de mode commune en raison du circuit de transmission déséquilibré en un signal d'interférence en mode différentiel et le filtrer.
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Introduction aux interférences électromagnétiques
L'interférence électromagnétique (EMI) est un phénomène qui perturbe ou dégrade les performances des dispositifs électroniques, de l'équipement ou des systèmes causés par le rayonnement électromagnétique ou les champs électromagnétiques. L'EMI peut être générée par diverses sources, y compris les émetteurs de radiofréquence (RF), les systèmes de communication sans fil et d'autres appareils électroniques. La compréhension de l'EMI est cruciale dans la conception et l'installation de systèmes électroniques pour assurer un fonctionnement et une conformité fiables avec les normes réglementaires. Dans ce contexte, les filtres EMI jouent un rôle vital dans l'atténuation des effets de l'interférence électromagnétique.
Comprendre les filtres EMI
Les filtres EMI, ou filtres de suppression EMI, sont conçus pour contrôler et réduire le bruit EMI dans les appareils électroniques. Ils agissent comme des gardiens pour les appareils électroniques, aidant à bloquer le bruit EMI indésirable. Les filtres EMI peuvent être passifs, actifs ou hybrides, selon l'application et le niveau d'atténuation EMI requis. Les filtres EMI passifs s'appuient sur des composants électroniques passifs, tels que des résistances, des condensateurs et des inductances, pour filtrer le bruit EMI indésirable. Les filtres EMI actifs utilisent des composants actifs, tels que les amplificateurs opérationnels (AMP-OP), pour filtrer et amplifier les signaux électroniques. Les filtres EMI hybrides combinent les avantages des technologies de filtre passive et active pour fournir un filtrage et un conditionnement du signal dans un seul paquet.
Avantages de l'utilisation d'un filtre EMI
Les avantages de l'utilisation d'un filtre EMI sont nombreux. Les filtres EMI peuvent améliorer les performances et la fiabilité des appareils électroniques en réduisant les interférences électromagnétiques. Ils peuvent également aider à garantir la conformité aux normes réglementaires, telles que le marquage FCC et CE. De plus, les filtres EMI peuvent réduire le risque de dommages à l'équipement et minimiser le besoin de réparations coûteuses. En utilisant un filtre EMI, les fabricants peuvent également améliorer la qualité globale et la sécurité de leurs produits. En outre, les filtres EMI peuvent être utilisés pour réduire les interférences électromagnétiques dans divers types d'équipements, y compris les alimentations, les systèmes de communication et les dispositifs médicaux.
Les meilleures pratiques et précautions de l'installation
Une bonne installation de filtres EMI est cruciale pour atteindre l'efficacité maximale du filtre. Quelques considérations clés pour l'installation du filtre EMI incluent une mise à la terre et une liaison appropriées, une sélection de filtre correcte et une disposition adéquate du câble. Les fils d'entrée et de sortie du filtre doivent être correctement connectés à l'équipement de l'hôte, et le boîtier du filtre doit être monté en toute sécurité sur les éléments du cadre métallique de l'armoire. Il est également essentiel de maintenir l'isolement physique entre le filtre et d'autres composants afin de réduire le risque de bruit rayonné. De plus, le processus d'installation doit être effectué dans un environnement contrôlé pour minimiser le risque de dommages ou de contamination. En suivant ces meilleures pratiques et précautions, les fabricants peuvent s'assurer que leurs filtres EMI sont correctement installés et fonctionnent comme prévu.
Comprendre la différence entre les filtres EMI à 3 fils en trois phases et 3 phases à 4 fils
Qu'est-ce qu'un filtre DC EMI
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