Qu'est-ce que le filtre EMI dans l'alimentation électrique et comment ça marche
Alimentation de commutationest largement utilisé dans les ordinateurs et les équipements périphériques, les communications, le contrôle automatique, les appareils électroménagers et autres champs. Il présente des avantages importants tels qu'une faible consommation d'énergie, une efficacité élevée et une petite taille. Il est actuellement le dispositif d'alimentation le plus utilisé dans l'équipement électronique. Les types d'alimentation AC CC et d'alimentation CC sont essentiels, l'alimentation CC fournissant un courant direct pour les appareils électroniques et les tests, tandis que les alimentations AC fournissent un courant alternatif aux charges.
L'inconvénient exceptionnel de l'alimentation de l'énergie de commutation est la génération d'une interférence électromagnétique extrêmement forte (EMI).Signaux EMIPolluera l'environnement électromagnétique par la conduction et le rayonnement, affectera l'efficacité des réseaux électriques et des systèmes de production d'électricité et interférer avec l'équipement de communication et les produits électroniques. Le réseau électrique local peut être une source importante d'EMI répandue, ce qui a un impact sur les systèmes critiques tels que les hôpitaux et les opérations militaires. L'EMI peut également perturber les dispositifs résidentiels et industriels, ce qui provoque n'importe quoi, des problèmes de performance mineurs à de graves dysfonctionnements ou des échecs. Il s'agit d'un risque de puissance reconnu.
Principes de travail de base de l'alimentation de commutation
L'alimentation de commutation est principalement connectée au réseau électrique via un redresseur, qui rectifie et filtre directement l'alimentation du secteur en DC à haute tension, puis la convertit en courante alternée à haute fonction à basse tension, puis subit une rectification et filtrage secondaires requis. L'alimentation AC CC joue un rôle clé dans la conversion de l'aliment de la source ou de la source électrique en tension et sorties de courant spécifiques adaptées à divers appareils.
Le principe d'EMI généré parSsorcièrePoreShausse
Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les alimentations de commutation produisent EMI, parmi lesquelles l'interférence harmonique de haut niveau de haut niveau générée par le redresseur d'ondes fondamentales et l'interférence de tension de crête générée par le circuit de conversion de puissance de type transformateur sont les principales raisons. Les circuits électriques à l'intérieur de l'alimentation sont des sources fondamentales d'EMI, générant des émissions conduites et rayonnées.
Le processus de rectification du redresseur fondamental est une cause courante des harmoniques actuelles.
Interférence harmonique dans le circuit de redresseur primaire
Le courant d'onde sinusoïdal de fréquence de puissance passe à travers la diode du redresseur du circuit de redresseur à ondes complètes et devient un courant d'impulsion unidirectionnel. Ce courant peut être décomposé dans la somme de la composante DC et une série de composants CA de différentes fréquences.
Les harmoniques (en particulier les harmoniques à haute fréquence) produiront des interférences de conduction et des interférences de rayonnement le long de la ligne de transmission. D'une part, il déformera la forme d'onde de l'alimentation avant-end, et d'autre part, il produira des interférences de rayonnement à travers la ligne électrique. La distorsion de la tension peut résulter d'un filtrage inadéquat, d'un impact sur la qualité de la puissance et la fiabilité du système.
Interférence harmonique du circuit de redresseur secondaire
Lorsque la diode du redresseur mène dans le sens avant, la charge dans la jonction PN est accumulée. Étant donné que la diode fonctionne dans un état de fréquence à haute fréquence, lorsqu'une tension inverse est appliquée à la diode, la charge accumulée ne peut pas disparaître immédiatement, entraînant un courant de surtension inversé. En raison de la présence d'une capacité distribuée et d'une inductance en lignes, les courants de surtension à haute fréquence génèrent des oscillations à haute fréquence lors de leur circulation, de sorte que ces perturbations ont un spectre riche. La capacité parasite entre les éléments du circuit, en particulier dans les circuits de commutation à haute fréquence, peut encore affecter l'atténuation du bruit et l'intégrité de la forme d'onde.
Qu'est-ce que l'interférence électromagnétique （EMI）?
L'interférence électromagnétique (EMI) se produit lorsque les courants électriques indésirables interfèrent avec les courants électriques qu'un dispositif électronique est censé recevoir. Ces courants interférents, souvent appelés «bruit» ou «bruit électromagnétique», peuvent provenir de sources externes ou être générés par d'autres composants de l'appareil. Les effets de l'EMI peuvent aller de problèmes mineurs et de la distorsion du signal des défaillances graves et même des dommages permanents à l'équipement sensible.
Lorsque l'EMI se produit, il interfère avec le fonctionnement normal d'un dispositif et peut provoquer un fonctionnement inattendu. Selon la gravité de l'interférence, l'EMI peut affecter la qualité du signal reçu par le dispositif, provoquer un dysfonctionnement temporaire ou une défaillance des composants, ou même endommager définitivement le dispositif électronique. Par conséquent, il est essentiel de comprendre les causes et les effets de l'EMI. En identifiant les sources EMI potentielles et leurs effets sur les appareils électroniques, les ingénieurs peuvent concevoir des solutions efficaces, telles queInstallation des filtres EMI, pour protéger l'équipement sensible des effets nocifs du bruit électromagnétique.
Filtre EMI pour supprimer EMI de l'alimentation de commutation
Les signaux d'interférence sont injectés dans le réseau d'énergie public à partir du terminal d'entrée de puissance, provoquant une perturbation de la conduction. Les signaux d'interférence conduits peuvent être divisés en deux formes: mode différentiel et mode commun. Les filtres EMI avancés sont conçus pour supprimer à la fois le bruit commun et le bruit de mode différentiel, l'amélioration des performances du système et la conformité EMC. Les bruits de mode différentiel, qui se produisent entre les conducteurs de la ligne électrique, sont atténués par les filtres de ligne électrique EMI pour protéger l'équipement et empêcher la pollution sonore dans la grille.
L'interférence en mode différentiel est transmise entre deux fils et est une interférence symétrique; L'interférence en mode commune est transmise entre le fil et le sol (châssis) et est une interférence asymétrique.
L'interférence en mode différentiel a une petite amplitude et une faible fréquence, provoquant moins d'interférence; L'interférence en mode commune a une grande amplitude et une grande fréquence, et peut également produire un rayonnement à travers des fils, provoquant une plus grande interférence. La tension de l'ondulation de sortie à la borne de sortie doit être minimisée par le filtrage approprié pour maintenir l'intégrité du signal et la conformité EMI. La suppression de tension transitoire de sortie, à l'aide de diodes TVS et de composants similaires, est également essentielle pour protéger la borne de sortie des pointes de tension.
Qu'est-ce queFiltre EMI?
Le filtre EMI est une mesure efficace pour supprimer les interférences, en particulier l'interférence de conduction et l'interférence de rayonnement de l'alimentation de commutation des signaux EMI. Le filtrage EMI dans les alimentations en mode commutateur est obtenu à l'aide de condensateurs en céramique de classe X et Y, qui sont placés pour réduire à la fois le bruit commun et le bruit différentiel, assurant la sécurité des équipements et la compatibilité électromagnétique. Le condensateur d'entrée, généralement une classe X ou Y, est placé à travers les lignes d'alimentation d'entrée pour faire un bruit conduit et protéger la source d'alimentation d'entrée. Les étouffages en ferrite sont souvent utilisés sur les lignes d'alimentation et les lignes électriques CA pour réduire davantage l'EMI. Les filtres passifs, composés d'inductances et de condensateurs, sont couramment utilisés pour la suppression du bruit, leur configuration interne déterminant la plage de fréquences qu'ils peuvent atténuer efficacement. Les filtres LC à faible passe, combinant une inductance et un condensateur, sont efficaces pour minimiser la tension de bruit conduite et protéger la source d'alimentation. Les filtres actifs, qui nécessitent une alimentation interne, peuvent analyser les signaux de bruit et générer un anti-nie pour annuler une interférence électromagnétique à haute fréquence, offrant une suppression du bruit améliorée par rapport aux filtres passifs.
Le moyen le plus efficace d'affaiblir les signaux EMI interdits et de contrôle en dessous des niveaux de limite stipulés dans les normes de compatibilité électromagnétique pertinentes (EMC) est d'ajouter un filtre anti-interférence (EMI) à l'extrémité d'entrée de puissance. Le filtre EMI est installé entre la ligne électrique et l'alimentation de commutation. Il permet uniquement au courant de fréquence de puissance de passer, ce qui joue un rôle important dans l'amélioration de la fiabilité des alimentations de commutation. Les composants de protection des circuits tels que les fusibles, les varistations et les protecteurs de surtension sont intégrés dans les filtres EMI pour protéger les circuits à partir de pics de tension et de bruit transitoire. Les varistations, en particulier les mouvements, sont utilisées pour absorber l'énergie transitoire causée par des surtensions de tension ou des coups de foudre, protégeant les composants d'alimentation. Le fusible d'entrée est généralement installé en série avec la borne d'entrée non sol pour s'assurer que, s'il souffle, aucune tension atteint l'alimentation, améliorant la sécurité. Le placement approprié des composants de protection à la source d'alimentation d'entrée est essentiel pour se prémunir contre les transitoires et les surtensions.
Les valeurs limites des niveaux d'interférence conduits stipulées dans de nombreuses normes EMC commencent à partir de 10 kHz. La fréquence de fonctionnement de l'alimentation de commutation est d'environ 10 kHz ~ 100 kHz. Pour les signaux EMI à haute fréquence générés par la commutation d'alimentation, des résultats satisfaisants peuvent être obtenus en sélectionnant un circuit de découplage approprié ou un filtre EMI avec une structure de réseau relativement simple. L'efficacité des filtres EMI est évaluée par leur impact sur la puissance du signal et les performances globales du système, en particulier en ce qui concerne la perte et l'atténuation de l'insertion à des fréquences spécifiques. L'isolement de sortie, souvent obtenu avec les condensateurs Y, est important pour maintenir l'isolement électrique et atténuer le bruit de mode commun à la borne de sortie.
CommentSélectionnez un EMIfiltre?
Lors du choix d'un filtre, les 3 paramètres les plus importants sont: le courant nominal, la tension nominale et la fréquence de coupure. Il est crucial de considérer les cotes de courant d'entrée et de tension maximales pour assurer un fonctionnement sûr et fiable dans des conditions normales et transitoires. La disponibilité de différents filtres EMI permet une sélection sur la base d'exigences spécifiques telles que la plage de fréquences, les capacités de suppression du bruit et les normes de l'industrie. Choisir le meilleur filtre EMI pour la suppression à haute fréquence est essentiel pour protéger l'électronique sensible et maintenir la qualité de l'énergie.
Le courant nominal fait référence au courant de signal passant par le filtre. La spécification maximale de courant d'entrée est essentielle pour sélectionner les inductances et les condensateurs pour prévenir la saturation et assurer un fonctionnement fiable.
Tension nominale: Si les fils qui doivent être filtrés ne seront pas affectés par des tensions élevées telles que la décharge électrostatique, les impulsions de courant, les surtensions, etc., la tension de travail du circuit est la tension de travail nominale du filtre. Généralement, la tension de travail nominale doit être supérieure à 200V. L'impact de la tension de courant alternatif sur le courant de surtension et la sélection des filtres doit également être pris en compte, en particulier pendant les étapes de mise sous tension et de filtrage.
Fréquence de coupure: La fréquence de coupure du filtre de ligne de signal est définie comme la fréquence lorsque la perte d'insertion est de 3 dB.
La sélection de la fréquence de coupure doit garantir que la bande passante du filtre couvre la bande passante du signal fonctionnel et assure le fonctionnement normal de l'équipement. Dans le même temps, filtrez les interférences inutiles à haute fréquence dans la plus grande mesure. Les filtres EMI sont conçus pour cibler les hautes fréquences pour l'atténuation du bruit, car la plupart des bruit électromagnétiques se produisent à des fréquences plus élevées.
Fabrication Dorex sur le filtre EMI
DorexA de nombreuses années d'expérience dans la fabrication des filtres EMI et est compétent dans l'application des filtres EMI à la commutation d'alimentation. Leurs produits sont intégrés dans divers systèmes électriques pour protéger les équipements d'EMI et assurer un fonctionnement fiable. Les applications de filtre EMI couvrent un large éventail d'industries, y compris les secteurs de communication, d'automatisation, médicale et industrielle, chacun nécessitant des solutions sur mesure. L'électronique électrique, telle que les chargeurs EV et les onduleurs d'énergie renouvelable, jouent un rôle essentiel dans la gestion moderne de l'énergie, les améliorations de l'efficacité et les stratégies d'atténuation des EMI.
De plus, DorexS a plusieurs certifications de produits, notammentCE, ISO9001, ULet d'autres certifications, qui répondent aux exigences techniques des pays européens et américains.
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